[發明專利]一種電沉積用密封電解槽

在審

• 申請號: 202110541319.5
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113151882A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 王偉強;關榮華;于鳳云;許雅南
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C25D17/02
• 分類號: C25D17/02;C25D17/10
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 隋秀文;溫福雪

本發明一種電沉積用密封電解槽，包括箱體、陰極支撐板、陽極支撐板、墊片和蓋板。本發明通過設計增加密封上蓋，減少與空氣的接觸，為傳統開放式電解槽在長期工作過程中受空氣溶解氧的影響造成的雜質含量較高等問題提供了可行解決方案，既提高了電沉積材料的質量，同時提高了電解液的利用率。通過設置有不同的電解液流通部，可以保證電解液自動保持在一定的高度，與外部輔助設備相配合可以實現新鮮溶液的自動更換，可大大提高電沉積效率。同時本電解槽的結構設計上還將陰陽極支撐板設計為可更換部位，實現一槽多用；支撐槽可以設計為多種間距，實現不同陰陽極間距的需求；陰極支撐板上采用小凹形卡槽設計避免了電沉積過程中的卷曲問題。

技術領域

本發明屬于電沉積、電鑄以及電鍍領域，具體涉及一種電沉積用密封電解槽。

背景技術

電沉積或電鍍是金屬或合金從其化合物溶液、非水溶液或熔鹽中電化學沉積的過程。從化合物溶液中進行電化學沉積是最常見的一種電沉積方式。化合物溶液的成分、濃度、溫度以及電參數等都會對電沉積產物的質量產生影響。用于電沉積的電解槽，分為垂直與水平兩種分布方式，多用水平方式，張學玲2006年在論文《鉻基耐磨復合鍍層的制備及性能研究》中提到在開放式電解槽中制備出的電沉積Cr-SiC復合鍍層中存在氫氧化鎘雜質造成鍍層質量較差；裴玉汝2012年在論文《離子液體中金屬基體表面上電鍍鋁及其AAO模板的制備與應用》中提到鍍液的長期使用，導致鍍液中鋁的氧化物、氫氧化物以及分解的有機物均在電沉積過程中進入鍍層，影響鍍層質量；江杰2017年在論文《電沉積Fe-Zn合金微觀組織優化及性能表征》提到在電沉積FeZn的過程中由于析氫以及氧化造成鍍層含氧量高，易脆斷。造成以上問題的原因之一是：在現有開放式電解槽中電沉積制備金屬時，如果沉積周期過長，化合物溶液長時間與空氣接觸，很容易導致化合物溶液中的金屬離子與氧結合并共沉積析出，增加沉積金屬中氧雜質的含量，從而導致沉積金屬變脆。因此首先減少與空氣的接觸是有效減少氧化問題的一條途徑，降低材料含氧量的同時提高整個電解液的循環利用次數。另外，在長時間的電沉積制備過程中，維持電解液持續自動更新的同時保持一定的液面高度，對電沉積制備的效率及材料質量同樣至關重要。為提高長時間制備過程中電沉積的工作效率、電沉積化合物溶液的利用效率，電沉積材料的質量，實現高效、自動化的目的，亟需改進現有開放式電解槽。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種便捷高效的電沉積系統，其可以保證化合物溶液在整個電沉積過程中較少與空氣接觸，同時自動保持液面在一定高度，與外部其他裝置相配合實現自動供給，在提高電沉積的自動化程度的同時提高電沉積材料的質量。

解決上述技術問題的所采用的技術方案是：

一種電沉積用密封電解槽，包括箱體1、陰極支撐板2、陽極支撐板3、墊片4和上蓋5；所述箱體1是由第一側壁11、第二側壁12、第三側壁13、第四側壁14和底面15組成的頂部開口結構，其中，第一側壁11與第三側壁13相對，第二側壁12和第四側壁14相對；第二側壁12和第四側壁14上各開設有多個縱向的支撐槽8，支撐槽8與底面15相互垂直，且第二側壁12和第四側壁14上的支撐槽8一一相對，用于安裝陰極支撐板2和陽極支撐板3，根據不同的電極距離要求選擇不同的支撐槽8；所述的陰極支撐板2和陽極支撐板3，兩側豎直插入在箱體1上的支撐槽8中；所述陰極支撐板2和陽極支撐板3的上部設有電極固定孔7，用于固定電極；

所述第一側壁11和第三側壁13的上部設置有相對的電解液流通部6，第三側壁13的下部設有電解液流通部6作為電解液排放口；

所述陰極支撐板2的底邊中心位置上設置有電解液流通部6，所述陽極支撐板3頂邊上兩側設置有電解液流通部6；