鈦陽極基礎知識及應用

1、鈦陽極基礎知識及應用一、鈦陽極詳解什么是鈦陽極？鈦陽極全稱叫鈦基金屬氧化物涂層鈦陽極（MMQ也叫KSAffi極。（尺寸形狀穩(wěn)定型陽極）。它以鈦為基板，在鈦基板上刷涂貴金屬涂層，使其具有良好的電催化活性及導電性。鈦陽極分類：按照在電化學反應中陽極析出氣體來區(qū)分，析出氯氣的稱析氯陽極，如釕系涂層鈦電極：析出氧化的稱為析氧陽極，如銥系涂層鈦電極和鉑鈦網(wǎng)/板。析氯陽極（釕系涂層鈦極）：電解液中氯離子含量高：一般在鹽酸環(huán)境及電解海水，電解食鹽水環(huán)境。如釕銥鈦陽極，釕銥錫鈦陽極。析氧陽極（銥系涂層鈦電極）：電解液一般為硫酸環(huán)境。對應我公司產(chǎn)品為銥鉭陽極，銥鉭錫陽極，高銥陽極。鍍鉑陽極（白金鈦網(wǎng)/白金鈦板）

2、：鈦為基材。表面鍍上貴金屬鉑，鍍層厚度一般為1-5um（微米）。白金鈦網(wǎng)網(wǎng)孔規(guī)格一般為12.7*4.5mm或6*3.5mm.二、鈦陽極優(yōu)點現(xiàn)階段國內(nèi)鈦陽極主要以刷涂為主。這樣的電極有很非常廣泛的應用，鈦陽極以其輕巧靈活的制作工藝，又被稱為DS郊日極，比起同類陽極鈦陽極優(yōu)越性能有以下幾點;1 陽極尺寸穩(wěn)定，電解過程中電極間距離不變化，可保證電操作在槽電壓穩(wěn)定的情況下進行。2 工作電壓低，電能消耗小，直流電耗可降低10-20%。3 鈦陽極工作壽命長，耐腐蝕性強。4 可克服石墨陽極和鉛陽極的溶解問題，避免對電解液和陰極產(chǎn)物的污染，因而可提高金屬產(chǎn)品純度。5 電流密度高，過電位小，電極催化活性高，可有

3、效捉高生產(chǎn)效率。6 可避免鉛陽極變形后的短路問題，提高電流效率。7 形狀制作容易，可高精度化。8 鈦基體可重復使用。9較低的過電位特性，電極間表面及電極的氣泡容易排除，可有效降低電解槽電壓。電積提取金屬是將經(jīng)浸出、凈化處理的電解液中的待提取金屬離子在陰極還原，制得純金屬的一種方法由Ti基體和被覆其上的貴金屬和（或）貴金屬氧化物電化學活性層組成。在電解冶金中，可以替代常規(guī)的鉛合金陽極，在相同的條件下，可以降低電壓，節(jié)約電能消耗。例如：電解生產(chǎn)鋅一直使用含有少量銀、銻或鈣的鉛合金陽極。常常出現(xiàn)一下問題：鉛合金電極尺寸不穩(wěn)定；析氧電位太高（約800mVi在陽極極化時出現(xiàn)腐蝕；鉛離子溶解在電解液中，沉

4、積在陰極上，污染金屬鋅，影響產(chǎn)品質(zhì)量。電積金屬用鈦陽極可以克服鉛合金陽極的弊端，并且適應于高電流密度運行和窄極間距的電積條件；不僅適于硫酸鹽體系，同時也適于氯鹽體系以及硫酸鹽、氯化物混合體系。三、鈦陽極上金屬氧化物涂層的作用是什么?通過覆蓋不同的涂層,增強導電性能及電催化活性,促進電解反應過程及延長陽極在不同使用環(huán)境下的使用壽命,達到預期的使用效果.鈦陽極上金屬氧化物涂層的厚度問題:起電化催化反應的主要是涂層中的貴金屬,只有貴金屬含量達到使用要求才能保證陽極產(chǎn)品的正常工作.厚度只是一個表象,主要由刷涂的遍數(shù)和溶劑的濃度決定,和貴金屬含量含量的多少沒有直接聯(lián)系,過厚的涂層反倒更容易脫落.四、MM

5、O：極板與鍍鉗鈦陽極的區(qū)別1 技術(shù)特性：有優(yōu)良抗菌腐蝕性能；電極使用壽命長；可以隨再高的電流密度，電流高效率高。運行電流密度：10000A/M2屬于以工業(yè)純鈦為基層的析氧型陽極。2 催化活性高：鍍鉑電極是一各高過氧電位（1.563V相對硫酸亞汞）電極，眾所周知。而MM®極是一種低析氧過電們1.385V相對硫酸亞汞）電極，陽極析氧區(qū)更容易析氧。因此，電解時，槽電壓也相對較低，更節(jié)省電能。這種現(xiàn)象在銅箔后處置堿性鍍銅墻中，已明顯體現(xiàn)進去了。3 無污染。MMO該氧化物是一種相當穩(wěn)定的氧化物，陽極涂層是貴金屬銥的陶瓷氧化物。幾乎不溶于任何酸堿中，且氧化物涂層約20-40區(qū)m整體涂層氧化物量是

6、較少的因此，MMOH極不會對電鍍液造成污染，這一點和鍍鉑電極基本一樣。4. 性價比高：MMOH極的價格約為鍍鉗電極的80%MMOI極在堿性電鍍銅電解液中有更好的電化學穩(wěn)定性，已維持鍍鉑電極（涂層厚3.5mm同樣的使用壽命。同時其具有優(yōu)異的電解活性和耐久性。）5硫酸電解液中氯化物存在于這種電流環(huán)境中。使用尺寸穩(wěn)定的陽極，能防止這種現(xiàn)象，而且可使不溶解陽極技術(shù)在這種應用中勝利地實現(xiàn)性能優(yōu)勢。6陽極維護最少。不需要停下生產(chǎn)給一清洗和補充陽極、更換陽極袋及給陽極重新鍍層（生產(chǎn)率提高，人工作業(yè)率降低）。7不溶解陽極的壽命取決類型、工作電流密度以及與各種電鍍化學物質(zhì)的接觸；由于銅離子容易集中在孔的邊沿部份

7、（高電流密度區(qū)域）快速堆積，而孔的中央局部（即低電流密度區(qū)域）堆積速度則相對地緩慢得多。這樣導致銅的堆積分布極不均勻：行為稱為“狗骨狀”以適中的電流密度操作會出現(xiàn)狗骨狀，以較低的電流密度會出現(xiàn)筒裂現(xiàn)象，以較高的電流密度操作會出現(xiàn)燒集現(xiàn)象。對于電鍍線路板來說無疑是一個沉重的沖擊。鉑鈦不溶解陽極的使用在硫酸電解液中，反向脈沖電鍍陽極也因此而生。氯化物存在于這種電流環(huán)境中，一段時間后會使鉑層剝落。五、設計鈦電極類型的考慮依據(jù)1鈦電極電解槽安裝中對陽極的要求；2鈦電極工藝條件，例如電解質(zhì)（液）成分、溫度、電流密度、使用壽命等；3鈦電極的機械負荷；4鈦電極基體材料的導電能力。六、陽極使用壽命的影響因素主

8、要有哪些:1電流密度：電流密度和陽極壽命成反比.電流越大,陽極使用壽命越短.2 鈦基材：陽極的基材一般選用純鈦,且要求在TA1的材質(zhì)以上,若使用的基材純度不夠,耐腐蝕性能就會大打折扣,對陽極的使用壽命有很大影響。3電解液：電解液中禁止含有氟離子,氰基離子和硫離子,如有則對陽極的壽命影響也比較大。4 倒極：倒極是陽極修復時時常采用的一種方式,可以使已經(jīng)鈍化的舊涂層從基體表面脫落.所以在使用中禁止到極。5 頻繁斷電：在沒有電流通過的情況下,涂層在溶液中長時間浸泡會受到很大損害。6人為損傷：陽極表面不能有硬傷,如果部分涂層受損,即使是很小的一道劃傷,也會使陽極迅速被腐蝕鈍化,最后導致失效。7 短路：

9、禁止在通電情況下的陰陽極接觸.短路造成的瞬間電流非常大,可燒毀極板。七、銥混合金屬氧化物涂層鈦陽極注意事項1 .鉞金屬氧化物涂層鈦陽極（簡稱鉞MM也層鈦陽極）需安裝在建議的電解條件下。2 .避免油或油脂污染鉞MM跺層。3 .鉞MM球?qū)邮潜砻娑嗫浊冶缺砻娣e較大的陶瓷涂層，具有良好的電化學特性。鉞MMOE常容易在堅硬物體摩擦或敲擊其表面時而被劃傷或損傷：禁止將鉞MM跺層表面直接放置于金屬表面，應在堅硬表面上覆蓋起到保護作用的紙或塑料薄膜；禁止將鉞MM跺層表面在任何堅硬表面拖拉或滑動；如果鉞MM跺層表面有污垢或沉淀物，禁止用任何研磨機械方式來進行清潔。禁止使用例如鋼絲刷，砂紙打磨，砂紙或高壓噴水的方

10、式進行陽極表面清潔。4當鈦陽極從電鍍槽拆下后，應立即用水沖洗干凈。以防止酸的腐蝕，這是因為電解質(zhì)在涂層表面變干而致使酸的濃度增加。5需要存放較長時間的鈦陽極應該用例如充氣塑料包裝材料仔細包裝好，以避免鉞MM跺層表面被劃傷，或者落塵。6 .將鉞MM球?qū)油坑阝侁枠O的活性部分可使電流通過鈦陽極涂層表面?zhèn)鬟f至電解質(zhì)中，同時沒有涂層的鈦表面仍然保持為惰性。如果小面積鉞MM跺層有機械損傷，涂層下面的鈦直接與電解質(zhì)接觸，鈦陽極仍然能繼續(xù)正常操作，這是因為在陽極化條件下，鈦表面形成了起到保護作用，有粘合性的氧化膜。7電極之間應始終保持一點距離。鈦陽極和鍍件之間意外地發(fā)生短路會造成對鉞MM跺層無法換回的損壞并且

11、也會損壞鈦基體。如果發(fā)生嚴重的短路，鈦陽極會被完全破壞。8只要鈦陽極浸于或直接與電解質(zhì)接觸，鈦陽極必須要處于陽極化狀態(tài)。如果鈦陽極沒有通電，可在鈦陽極上加一低正極電壓（剩余電壓）。這只需在陽極和陰極之間施加2伏特電壓即可，無需使用電源及大量的電流。鉞MM跺層鈦陽極禁止在任何時候處于電極反向的狀態(tài)。9追蹤在電解質(zhì)中的雜質(zhì)，例如鉛，鐵和鋇的含量應得到控制。這樣不會產(chǎn)生大量的陽極沉淀物。陽極沉淀物會堵塞鈦陽極表面從而導致陽極電流分布不均。10 有機添加劑加入電解質(zhì)中，不同的添加劑會對鈦陽極的壽命造成不同影響。鉞MM跺層鈦陽極壽命會特別因為添加劑或具有合成特性的添加氧化物影響下顯著縮短。11 .去除鉞MM跺層鈦陽極表面沉淀物鹽酸該酸對于去除各種形式的銹類沉淀物和含鈣沉淀物非常有效。因為其還原特性，只能在室溫操作，并且需濃度37%鹽酸所占容積百分比不大于10%的稀釋溶液。因為鈦陽極還是很容易受到類似鹽酸等還原酸的侵蝕，所以陽極與其接觸的時間應保持在最小值，一般為10分鐘。為了減少鹽酸侵蝕程度，在進行清洗之前，可在清洗液中加入0.1%氯化鐵。注意事項：在用鹽酸清洗后，應將鈦陽極徹底用水清洗，最好完全浸入水中保持至少10分鐘。檸檬酸-在40-50°C溫度下，5-10%宇檬酸的水溶能用來