[實(shí)用新型]一種適用于多孔金屬復(fù)合飛片電沉積的電解反應(yīng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921835304.4
• 申請(qǐng)日: 2019-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN211057251U
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張蕾;王燕蘭;張方;韓瑞山;陳建華;褚恩義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國兵器工業(yè)第二一三研究所
• 主分類號(hào): C25D7/00
• 分類號(hào): C25D7/00;C25D19/00;C25D17/06;C25D17/10;C25D5/48;C25D21/12;C23C8/24
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司專利中心 11011
• 代理人: 王曉娜

本實(shí)用新型公開了一種適用于多孔金屬復(fù)合飛片電沉積的電解反應(yīng)裝置，屬于電化學(xué)領(lǐng)域。該裝置包括電解槽底座、電解槽上蓋、陰極基板、限位夾片、復(fù)合飛片裝藥腔、密封墊圈以及金屬陽極，電解槽底座與電解槽上蓋通過內(nèi)螺紋、密封墊圈實(shí)現(xiàn)緊密連接，電解槽上蓋內(nèi)部用于盛放定量電解液；電解槽底座的固定栓設(shè)計(jì)與電極基板、限位夾片的限位孔設(shè)計(jì)相配套，可實(shí)現(xiàn)復(fù)合飛片裝藥腔的金屬飛片與陰極基板電極之間的精準(zhǔn)裝配；陰極基板的并聯(lián)電極設(shè)計(jì)；金屬陽極設(shè)置在電解槽上蓋內(nèi)部電解液中，與陰極基板平行。本實(shí)用新型裝置簡(jiǎn)單，易于控制，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)多孔金屬復(fù)合飛片的批量制作，可提供高質(zhì)量、高一致性的多孔金屬復(fù)合飛片。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于多孔金屬復(fù)合飛片電沉積的電解反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

金屬疊氮化物是一種性能優(yōu)良的含能材料，近年來在微小型火工序列中開展了大量相關(guān)研究。其中，金屬疊氮化物復(fù)合飛片設(shè)計(jì)，可利用金屬疊氮化物爆炸驅(qū)動(dòng)金屬飛片，實(shí)現(xiàn)輸出能量倍增目標(biāo)，是當(dāng)前研究關(guān)注重點(diǎn)。本研究小組利用納米結(jié)構(gòu)的金屬疊氮化物極限起爆藥量低、可實(shí)現(xiàn)原位生成和小尺寸裝藥、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，在疊氮化物原位合成及器件化方面做了大量研究。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)金屬疊氮化物起爆藥的原位合成，通過在指定位置生成一定形狀、厚度以及密度的金屬疊氮化物起爆藥層，從一定程度上改變了微小型火工品在小尺寸下裝藥危險(xiǎn)和困難的現(xiàn)狀，但是金屬疊氮化物的制備工藝還有問題待解決。

多孔金屬疊氮化物復(fù)合飛片的制造，是基于電化學(xué)沉積技術(shù)，以復(fù)合飛片材料為電極，在其上均勻地沉積一定厚度的多孔金屬，經(jīng)過氣固原位疊氮化反應(yīng)，多孔金屬與疊氮酸氣體反應(yīng)生成相應(yīng)的疊氮化物，從而實(shí)現(xiàn)疊氮多孔金屬薄膜與飛片元件的有效復(fù)合。

采用電沉積方法進(jìn)行多孔金屬電沉積時(shí)，在陰極復(fù)合飛片上發(fā)生還原反應(yīng)，即金屬離子的還原和氫氣的放出：

A⁺+2e＝A

2H⁺+2e＝H₂↑

其中，A⁺為某種金屬的離子；A為電沉積出的金屬單質(zhì)；

根據(jù)法拉第定律：

M＝CQ

其中，M為析出物質(zhì)的質(zhì)量、Q為通過電量、C為比例常數(shù)。

在恒電流沉積時(shí)：

Q＝It

其中，I為電流強(qiáng)度、t為通電時(shí)間。于是沉積的質(zhì)量為：

M＝CIt

目前所使用的方法多為單個(gè)依次電沉積。但是試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)單個(gè)依次電沉積速率太慢，批次間的裝藥量一致性不高，影響金屬疊氮化物的爆轟威力。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種適用于多孔金屬復(fù)合飛片電沉積的電解反應(yīng)裝置，克服火工藥劑的前驅(qū)體在制備過程中存在的電沉積效率低，沉積量的一致性差，火工藥劑批量制備可控條件有限等問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)火工藥劑批量可控制備的需求。

經(jīng)過前期試驗(yàn)結(jié)果表明，在電沉積過程中，陰極和陽極之間的相對(duì)位置對(duì)金屬的沉積量有著明顯的影響，電沉積量會(huì)隨著陰極和陽極之間距離的增加而減小，成反比關(guān)系。

因此，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種適用于多孔金屬復(fù)合飛片電沉積的電解反應(yīng)裝置，由電解槽底座1、電解槽上蓋2、陰極基板3、限位夾片4、復(fù)合飛片裝藥腔5、密封墊圈6以及金屬陽極7組成。采用該電解槽進(jìn)行電沉積時(shí)，以中心點(diǎn)作為陽極，多個(gè)復(fù)合飛片圍繞在其外圍作為陰極，陰極和陽極之間相對(duì)位置對(duì)稱，使得電沉積過程可同步進(jìn)行，使得沉積量公式可修正為：

M＝(1/d)·CIt

其中d為陰極與陽極之間的相對(duì)距離。