[發明專利]噴射沉積法制備鈦包銅層狀復合電極板的方法

有效

• 申請號: 201310428292.4
• 申請日: 2009-06-08
• 公開（公告）號: CN103668318B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 竺培顯;黃文芳;周生剛;楊秀琴;張瑾;許健
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C25B11/04
• 分類號: C25B11/04;C25B11/10
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司53115
• 代理人: 賽曉剛

本發明專利申請是從中國專利申請號：200910094554,1，申請日：2009年6月8日，發明名稱為：《鈦/銅層狀復合電極板的制備方法》分案而來。

技術領域

本發明涉及有色金屬提取、氯堿工業等領域用于不溶性陽極基板鈦/銅層狀復合板的制備方法。

背景技術

鈦電極因其優異的耐蝕性和尺寸穩定性廣泛應用于有色金屬提取和氯堿工業領域，但傳統的涂層鈦電極以鈦或鈦合金為基板，存在內阻大、電流效率低等缺陷，目前國內外的研究重點主要是對合金體系和鍍層方面的研究，以改善電極的使用性能，而該方法對降低電極內阻沒有明顯的作用。

鈦/銅層狀復合材料綜合鈦優良的耐蝕性能和銅良好的導電性，應用于鈦電極，能改善電極的導電性以及電流的均勻分布，從而提高電極的綜合性能。

目前，鈦/銅復合比較成熟的工藝有爆炸復合、熱軋、焊接，上述幾種工藝存在能耗大，生產成本高，幾何精度差，成品率低等問題。

因此，研制出一種制備工藝簡單、生產成本低、能耗小、材料利用率高、尺寸精度高的鈦/銅復合材料的制備方法是當今研究人員所面臨的技術難題。本發明人經過多年的基礎研究，找到了一種鈦/銅復合材料的制備方法。

發明內容

本發明的目的是針對鈦電極材料內阻較大的問題，提供一種制備工藝簡單、生產成本低、材料利用率高、尺寸精度高、導電性能好的鈦/銅復合材料及其制備方法。

本發明鈦/銅層狀復合電極板特征在于:采用電弧噴涂法在鈦或銅板上噴涂一層銅或鈦、或采用噴射沉積法在鈦或銅板上噴射沉積一層銅或鈦、或采用熔鑄法在制作好的鈦盒直接注射澆鑄銅，熱處理軋制后包邊焊接，得到以內芯為銅，外層由鈦包覆的鈦包銅層狀復合板，其中鈦層的厚度為0.6～1.2㎜。

所述的包邊焊接是氬弧焊、埋弧焊、真空電子束焊、等離子弧焊、電阻縫焊中任一種。

鈦/銅復合方法包括采用電弧噴涂法、熔鑄法或噴射沉積法制備出內芯為銅、外層由鈦包覆的層狀復合板。

所述的電弧噴涂法是在鈦或銅板上噴涂一層銅或鈦；所述的噴射沉積法在鈦或銅板上噴射沉積一層銅或鈦；所述的熔鑄法在制作好的鈦盒直接注射澆鑄銅。

所述電弧噴涂法的具體步驟是：將銅板去油、表面處理，利用電弧噴涂機噴涂包覆一層鈦，然后在500～900℃下進行熱軋，冷軋，制得鈦包銅復合板；或將鈦板去油、表面處理，噴砂、侵蝕，利用電弧噴涂機在鈦板的一個面噴涂一定厚度的銅層，所得覆銅鈦板在400～850℃下進行熱軋，后冷軋，得鈦/銅復合板，再將銅面涂覆銅焊接劑后，兩鈦銅復合板銅面疊加復合，熱處理，通過氬弧焊、埋弧焊、真空電子束焊、等離子弧焊、電阻縫焊中的一種包邊焊接，制得鈦包銅復合板。上述兩種方法制得鈦包銅復合板經表面處理涂層后，即制得生產用鈦陽極板。

所述噴射沉積法的制備步驟是：將銅板去油，噴砂，預熱至300～700℃，送入真空或氬氣氛沉積室，通過壓力霧化頭雙面沉積一層鈦，在500～900℃下熱軋，冷軋，制得鈦包銅復合板；或將鈦板去油，噴砂，預熱溫度為300～800℃，送入真空或氬氣氛沉積室，通過壓力霧化噴頭在鈦板的一個面噴射沉積一層銅，后在400～850℃下進行熱軋，冷軋，制得鈦/銅復合板，再將銅面涂覆銅焊接劑后，兩鈦銅復合板銅面疊加復合，熱處理，通過氬弧焊、埋弧焊、真空電子束焊、等離子弧焊、電阻縫焊中的一種包邊焊接，制得鈦包銅復合板。上述兩種方法制得鈦包銅復合板經表面處理涂層后，即制得生產用鈦陽極板。

所述熔鑄法的具體步驟是：將鈦板去油、噴砂、清洗干凈，通過熔化焊、閃光對焊、氬弧焊、埋弧焊、電子束焊、等離子弧焊或電阻焊制備成鈦盒，預熱至300～800℃，將1100～1300℃熔融態的銅注入鈦盒，隨后在300～800℃溫度下進行熱軋，冷軋，制備成鈦包銅復合板。

所述噴涂或沉積銅層厚度為0.5～1.0㎜、鈦層厚度為0.8～1.2㎜。

所述鈦可為純鈦或鈦合金，銅可為純銅或銅合金。

本發明所述的鈦/銅復合技術包括采用電弧噴涂法、熔鑄法或噴射沉積法制備出內芯為銅、外層由鈦包覆的鈦/銅層狀復合板，具體敘述如下：

（1）電弧噴涂制備鈦/銅（鈦包銅）復合板步驟如下：

將鈦板去油、噴砂，利用電弧噴涂機噴涂一層0.5～1.0㎜厚的銅層，所得覆銅鈦板在300～800℃下進行熱軋，后冷軋，制得鈦銅復合板，電弧噴涂工藝參數為電弧電壓32～42V、工作電流160～200A、空氣壓力0.3～0.9MPa、噴涂距離80～200㎜。