电解铜箔用钛阳极涂层的研究现状

电解铜箔是电子行业的重要原材料。金属钛因其密度低、耐腐蚀性能好是制备电解铜箔用阳极的理想基材。本文对电解铜箔用钛阳极进行了概述、介绍了钛阳极贵金属涂层制备方法、钛阳极贵金属涂层改性方法及电解铜箔用钛阳极涂层现存问题,并提出了今后的发展方向。

ICP-OES测定钛阳极涂层中铂、钌和铱

建立了电感耦合等离子体原子发射光谱测定钛阳极涂层中铂、钌和铱的分析方法。其铂元素相对标准偏差(n=9)为0.60%、钌元素相对标准偏差(n=9)为0.63%、铱元素相对标准偏差(n=9)为0.70%,铂元素加标平均回收率为99.34%~102.34%、钌元素加标平均回收率为99.21%~102.31%、铱元素加标平均回收率为99.67%~101.45%。ICP-OES法能快速准确地测定钛阳极涂层中铂、钌和铱,已应用于产品质量的评价中。

铱钽涂层钛阳极的制备工艺研究

本文参考了大量的有关文献,结合部分实验,从制备工艺角度较详细地总结了近年来国内外对铱钽涂层析氧金属阳极的研究情况,分析了制备过程中工艺参数的选择问题。其中包括铱钽涂层的制备方法、涂液配制、烧结温度和贵金属被覆量等。

添加纳米IrO_2的新型涂层IrO_2-Ta_2O_5钛阳极的制备及性能

以纳米IrO2晶粒部分取代H2IrCl6分散于前躯体溶液中,以此改进工艺制备一种Ir和Ta的摩尔比为7-3的IrO2-Ta2O5涂层钛阳极,通过XRD和SEM分析所制备钛阳极表面涂层的物相组成和形貌特征,采用析O2极化曲线、循环伏安和强化寿命测试方法分别研究电极的电催化性能与稳定性。结果表明:在纳米种子嵌入电极涂层中存在的物相分别为IrO2基固溶体(Ir,Ta)O2和IrO2;与采用传统方法制备的电极相比,含纳米种子嵌入结构涂层的钛阳极具有更优越的电催化活性和耐蚀性。

涂层IrO_2+Ta_2O_5钛阳极在析氧过程中的形貌和成分变化

作者用热分解法制备钛基IrO2+Ta2O5涂层阳极,涂层制备态在373K马弗炉中长时间时效处理,然后在0.5mol/LH2SO4介质中、4A.cm-2电流密度下进行强化寿命试验。用自带能谱仪(EDS)的场发射高分辩电子扫描显微镜(SE-SEM)和X射线衍射仪(XRD)进行电解前后的表面形貌和成分分析。研究结果显示涂层制备态在373K马弗炉中长时间时效处理时,金红石IrO2织构优先生长且晶面间距随时效时间延长而增加;电解过程中涂层的失效过程为:气体氧对涂层界面的冲刷造成涂层逐层腐蚀消耗,接着涂层产生裂纹和扩展,导致涂层剥落;化学成分方面,涂层氧化铱优先消耗和氧化钛逐步积累。

Ru-Ti和Ir-Ta不同组合涂层钛阳极的组织形貌

采用热分解法在500℃制得Ru-Ti和Ir-Ta不同组合涂层的钛阳极,通过XRD和SEM测试手段分析阳极涂层的显微形貌和相组织。结果表明:Ti/Ir-Ta/Ru-Ti的涂层物相为IrO2和金红石结构的(Ti,Ru)O2、(Ru,Ti)O2;Ti/Ru-Ti/Ir-Ta的涂层除有上述物相之外,还有锐钛矿相;Ti/Ru-Ti-Ir-Ta的涂层物相为金红石结构的(Ti,Ru,Ir)O2和(Ir,Ti,Ru)O2;钽元素以非晶态形式存在;不同尺寸离子的协调分布有助于减小晶格畸变;涂层的显微形貌具有组织外延性生长特点,Ti/Ir-Ta/Ru-Ti阳极的形貌主要表现为蜂窝状,Ti/Ru-Ti/Ir-Ta和Ti/Ru-Ti/Ir-Ta阳极的形貌主要表现为泥裂状。

含TiN中间层IrO_2-Ta_2O_5涂层钛阳极的电催化性能

采用钛片在氮气中700℃退火的方法,在钛片表面原位生成TiN薄膜,并以此为基体采用热分解法制备IrO2-Ta2O5涂层钛阳极。研究含TiN中间层IrO2-Ta2O5涂层钛阳极及传统IrO2-Ta2O5涂层钛阳极的开路电位、析氧行为、循环伏安和电化学阻抗等性能。结果表明:含TiN中间层IrO2-Ta2O5涂层钛阳极具有非连续状裂纹结构,且表面生长出大量IrO2纳米晶体,其电催化析氧性能优于传统IrO2-Ta2O5涂层钛阳极的电催化析氧性能;涂层烧结温度越低,电化学性能越好;当烧结温度低于500℃时,TiN中间层可以显著延长IrO2-Ta2O5涂层钛阳极的工作寿命。

添加SnO_2的RuO_2+TiO_2/Ti钛阳极的组织形貌

采用溶胶凝胶(Sol-gel)法,经涂刷、烧结、退火等工艺制备了添加不同含量SnO2的RuO2+ SnO2+TiO2/Ti涂层钛阳极。并通过X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)、透射电镜(TEM)分析了SnO2组元对RuO2+TiO2+SnO2/Ti钛阳极涂层组织、晶粒尺寸和外观形貌的影响。结果表明:本实验所获涂层颗粒为纳米结构,且添加SnO2组元有显著细化涂层晶粒的效果;阳极涂层主要组成物相为(Ru,Sn,Ti)O2固溶体,SnO2组元含量增加、退火温度升高,该固溶体能稳定存在;添加SnO2组元的RuO2+SnO2+TiO2涂层晶粒外观呈较理想等轴状特征。

钛基热氧化对钛阳极组织与性能的影响

将工业纯钛TA1在400～800℃热氧化1h,然后用热分解方法制备RuO230%-TiO270%涂层。通过XRD、SEM分析了热氧化处理后钛基体及所制备电极的组织结构和形貌特征,采用极化曲线和循环伏安两种方法评定电极的电催化性能,用强化测试研究了这几种电极的稳定性。结果表明,随着热氧化温度的升高,基体表面的组织结构和形貌会发生变化;对应于制备的电极的电催化活性和稳定性也发生明显的变化,600℃以下热氧化基体制备的电极各项性能较好,500℃是最好的热氧化温度,制备的电极电催化活性和稳定性最好。

不同方法制备的Ru-Ti-Ir-Ta/Ti四元涂层钛阳极的比较

采用热分解法和Sol-gel法,制备了具有三明治涂层结构的Ru-Ti-Ir-Ta/Ti四元金属氧化物钛阳极。采用XRD和SEM方法分析了涂层的相组织结构特征,通过Tafel曲线和循环伏安曲线的测试研究并比较了涂层的电催化活性。结果表明,两种方法制备的阳极涂层相成分都以(Ir,Ta)O2和(Ti,Ru)O2金红石固溶体相为主。在热分解法制备的涂层中还存在单质金属钌。采用Sol-gel法制备涂层,其晶粒更为细小。采用热分解法和Sol-gel法制备的钛阳极涂层表面形貌有明显的不同,前者可见明显的"泥裂状"裂纹,后者呈碎石状。采用Sol-gel制备的钛阳极比热分解法制备的钛阳极具有更好的电催化活性和耐蚀性。

湿法冶炼中电沉积钴用钛阳极研究

钴的冶炼基本采用湿法冶炼技术,电沉积钴是湿法冶炼提取钴的重要部分。研究了电沉积钴用不溶性阳极,说明了阳极的制备方法,测试并分析了阳极的强化寿命,表面形貌及析氧析氯极化曲线,同时対电极的失效机制进行了分析。结果表明:添加含铱中间层既保证了钛阳极催化活性,降低了能耗,提高了电流效率,又延长了钛阳极使用寿命。槽压由以前的3.1 V降到2.5 V,电流密度由250 A.m-2提高到350 A.m-2,在实际应用中钛阳极使用寿命达到两年。

铱涂覆量对IrO_2-Ta_2O_5钛阳极性能的影响

测试了不同铱涂覆量的IrO2-Ta2O5钛阳极的表面形貌、强化寿命及析氧极化曲线。结果表明:铱涂覆量5 g/m2和10 g/m2的涂层形貌呈无规则粉状堆积;铱涂覆量达到20 g/m2时,涂层表面出现了枝状结构;铱涂覆量达到30 g/m2时,这种枝状结构已经很明显。IrO2-Ta2O5钛阳极涂层中铱涂覆量在5～30 g/m2范围内,随铱涂覆量的增加,阳极强化寿命增加得较快;当铱涂覆量超过30 g/m2,随铱涂覆量的增加,阳极强化寿命增幅减小。铱涂覆量对IrO2-Ta2O5钛阳极析氧的电催化活性影响不大。

钢筋混凝土阴极保护用高性能涂层钛阳极

通过对传统钛阳极涂液的改性以及烧结工艺的改进,制备出Ru-Ti-Ir新涂层阳极。X射线衍射及扫描电镜分析表明,涂层氧化物晶粒细小、均匀、达到纳米级,涂层表面无龟裂纹。电化学测试分析表明,电极的电催化活性及强化寿命明显优于传统阳极,此电极在钢筋混凝土外加电流阴极保护中具有很好的使用效果。

高性能涂层钛阳极在土壤阴极保护中的应用

通过对传统钛阳极涂液的改性以及烧结工艺的改进,制备出的涂层氧化物晶粒细小、均匀,达到纳米级,表面涂层无龟裂纹,电极的电催化活性及强化寿命明显优于传统阳极,此电极在土壤阴极保护中具有很好的使用效果。

铂中间层的制备及对铱钽涂层钛阳极性能的影响

本文从延缓涂层钛阳极基体钝化的角度出发 ,采用电镀、刷镀、磁控溅射三种工艺在钛基体上制备了含铂中间层 ;利用SEM研究了三种不同中间层的表面形貌 ;采用拉开法测试了中间层与基体的附着力 ;利用XRD分析了三种不同的铂中间层的成分及相结构。本文还系统对比研究了含不同中间层的涂层钛阳极的表面形貌、电化学性能以及加速寿命。

添加SnO_2组元对RuO_2+SnO_2+TiO_2/Ti钛阳极组织形貌的影响

通过溶胶凝胶 (Sol gel)法经涂刷、烧结、退火等工艺制备了添加不同含量SnO2 的RuO2 +SnO2 +TiO2 /Ti三元涂层钛阳极。并通过X射线衍射 (XRD)、差热分析 (DTA)、透射电子显微 (TEM )分析了SnO2 组元对RuO2+TiO2 +SnO2 /Ti阳极涂层组织、晶粒尺寸和外观形貌的影响。结果表明 ,所获三元涂层颗粒尺寸细小 ,均为纳米结构 ,且添加SnO2 组元后有显著细化涂层晶粒的效果。在不同退火温度下 ,随SnO2 含量的增加 ,涂层晶粒均能发生一定程度的细化。所获三元阳极涂层主要组成物相为金红石 (Ru ,Sn ,Ti)O2 固溶体 ,SnO2 组元含量较高的涂层出现不同成分金红石相共存的现象 ;当涂层退火温度由 45 0℃升高至 6 0 0℃后 ,SnO2 组元不能阻止 (Ru ,Sn ,Ti)O2 固溶体脱溶分解 ,并析出六方晶系Ru单质 ;添加SnO2 组元的RuO2 +SnO2 +TiO2

海水中阴极保护用镀铂钛阳极的研究

镀铂钛阳极是海水阴极保护中广泛使用的辅助阳极。镀铂钛阳极具有良好的放氯性能,尺寸可变,重量轻,适合海洋中使用。在二亚硝基二氨铂为主盐的酸性镀液中制备了Pt Ti阳极,测试了Pt Ti阳极在人造海水中的电化学性能。研制的Pt Ti电极表面光亮,镀层和基体结合牢固,镀层厚度可达5～10μm,在人造海水中的电化学性能稳定,损耗率为6.0225mg A.a。

RuO_2组元对RuO_2+SnO_2+TiO_2/Ti钛阳极微观组织、形貌的影响

通过溶胶凝胶法经涂刷、烧结、退火等工艺制备了2组组元相对含量不同的RuO2+SnO2+TiO2/Ti三元涂层钛阳极。并通过XRD,DTA,TEM分析了溶胶凝胶条件下RuO2组元对RuO2+TiO2+SnO2/Ti的电极涂层的对阳极涂层组织、晶粒尺寸和外观形貌的影响。结果发现所获得的三元涂层颗粒尺寸十分细小,均为纳米结构,平均晶粒尺寸小于5 nm。添加RuO2组元细化涂层晶粒的效果不显著。研究表明所获得的三元阳极涂层主要组成物相为金红石(Ru,Sn,Ti)O2固溶体,RuO2组元含量较高时涂层出现不同成分金红石相共存的现象;涂层退火温度由450℃升高至600℃后,(Ru,Sn,Ti)O2固溶体达过饱和状态,发生脱溶分解。RuO2组元相对含量的高低不能阻止该固溶体高温发生第二相析出。添加RuO2组元的RuO2+SnO2+TiO2涂层晶粒外观呈较理想等轴状特征。RuO2含量较低的阳极试样.Ru11Sn62Ti27具有较理想的晶粒组织结构和外观形貌。