[發(fā)明專利]噴射沉積法制備鈦包銅層狀復(fù)合電極板的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310428292.4
• 申請日: 2009-06-08
• 公開（公告）號: CN103668318B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 竺培顯;黃文芳;周生剛;楊秀琴;張瑾;許健
• 申請（專利權(quán)）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(fā)明專利申請是從中國專利申請?zhí)枺?00910094554,1，申請日：2009年6月8日，發(fā)明名稱為：《鈦/銅層狀復(fù)合電極板的制備方法》分案而來。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有色金屬提取、氯堿工業(yè)等領(lǐng)域用于不溶性陽極基板鈦/銅層狀復(fù)合板的制備方法。

背景技術(shù)

鈦電極因其優(yōu)異的耐蝕性和尺寸穩(wěn)定性廣泛應(yīng)用于有色金屬提取和氯堿工業(yè)領(lǐng)域，但傳統(tǒng)的涂層鈦電極以鈦或鈦合金為基板，存在內(nèi)阻大、電流效率低等缺陷，目前國內(nèi)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(nèi)阻沒有明顯的作用。

鈦/銅層狀復(fù)合材料綜合鈦優(yōu)良的耐蝕性能和銅良好的導(dǎo)電性，應(yīng)用于鈦電極，能改善電極的導(dǎo)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(fù)合比較成熟的工藝有爆炸復(fù)合、熱軋、焊接，上述幾種工藝存在能耗大，生產(chǎn)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(chǎn)成本低、能耗小、材料利用率高、尺寸精度高的鈦/銅復(fù)合材料的制備方法是當今研究人員所面臨的技術(shù)難題。本發(fā)明人經(jīng)過多年的基礎(chǔ)研究，找到了一種鈦/銅復(fù)合材料的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

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

本發(fā)明鈦/銅層狀復(fù)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(nèi)芯為銅，外層由鈦包覆的鈦包銅層狀復(fù)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(fù)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(nèi)芯為銅、外層由鈦包覆的層狀復(fù)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(fù)合板；或?qū)⑩伆迦ビ汀⒈砻嫣幚恚瑖娚啊⑶治g，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(fù)合板，再將銅面涂覆銅焊接劑后，兩鈦銅復(fù)合板銅面疊加復(fù)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(fù)合板。上述兩種方法制得鈦包銅復(fù)合板經(jīng)表面處理涂層后，即制得生產(chǎn)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(yù)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(fù)合板；或?qū)⑩伆迦ビ停瑖娚埃A(yù)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(fù)合板，再將銅面涂覆銅焊接劑后，兩鈦銅復(fù)合板銅面疊加復(fù)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(fù)合板。上述兩種方法制得鈦包銅復(fù)合板經(jīng)表面處理涂層后，即制得生產(chǎn)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(yù)熱至300～800℃，將1100～1300℃熔融態(tài)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(fù)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(fā)明所述的鈦/銅復(fù)合技術(shù)包括采用電弧噴涂法、熔鑄法或噴射沉積法制備出內(nèi)芯為銅、外層由鈦包覆的鈦/銅層狀復(fù)合板，具體敘述如下：

（1）電弧噴涂制備鈦/銅（鈦包銅）復(fù)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(fù)合板，電弧噴涂工藝參數(shù)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㎜。