一种新的电极加工工艺及设备制造技术

本发明专利技术公开了一种新的电极加工工艺，所述加工工艺包括以下步骤：步骤一：将制成特定形状的片状钛基材送至喷砂工段，进行表面处理；步骤二：喷砂处理好的钛基材送至酸洗做进一步的加工处理；步骤三：将经过酸洗的电极送至刷涂工段进行加工；步骤四：使用烧结炉将刷涂完成后的基材进行烘干；步骤五：对带涂层的基材进行烧结；步骤六：对钛电极进行电化学后处理；步骤七：最终品的钛电极；一种新的电极加工设备，包括电解池和电源，所述电解池的外侧安装有电源。该新的电极加工工艺及设备，能够提高钛电极贵金属涂层的稳定性，避免脱落问题的发生，改善钛电极的晶粒结构，增加其比表面积，增加贵金属涂层的点催化活性。

A new electrode processing technology and equipment

The invention discloses a new electrode processing technology, which comprises the following steps: Step 1: sending the sheet titanium substrate with specific shape to the sandblasting section for surface treatment; step 2: sending the sand blasted titanium substrate to acid washing for further processing; step 3: sending the acid washed electrode to the brushing section for processing; step 4: sending the titanium substrate with special shape to the sandblasting section for surface treatment Drying the substrate after brush coating in a sintering furnace; step 5: sintering the substrate with coating; step 6: electrochemical post-treatment of titanium electrode; step 7: final titanium electrode; a new electrode processing equipment, including electrolytic cell and power supply, with power supply installed on the outside of the electrolytic cell. The new electrode processing technology and equipment can improve the stability of precious metal coating on titanium electrode, avoid falling off problem, improve the crystal structure of titanium electrode, increase its specific surface area, and increase the point catalytic activity of precious metal coating.

【技术实现步骤摘要】
一种新的电极加工工艺及设备
本专利技术涉及电极片加工制造
，具体为一种新的电极加工工艺及设备。
技术介绍
目前涂层电极的应用越来越多，现有钛电极的加工制作工艺方法包括有烧结法，电镀法，PVD法等。其中烧结法相对应用较多，烧结法工艺的步骤大致包括有酸洗、喷砂、涂抹、烧结、校平。钛电极主要以钛材为基础，通过刷涂或喷涂贵金属氧化物的方式组成；钛电极的问世，提高涂层尺寸的稳定性、降低工作电压的高低、耐腐蚀性较强，此外，钛电极不仅可克服石墨电极和铅电极的溶解问题，避免对电解液和阴极产物的污染，而且也可避免铅电极变形后的短路问题，提高电流效率。由于钛电极的多项性能的改良，使得其在电解行业被广泛的应用；同时为了提高钛电极贵金属涂层的稳定性，避免脱落问题的发生；且为了改善钛电极的晶粒结构，增加其比表面积；同时增加贵金属涂层的点催化活性，因此，我们提出一种新的电极加工工艺及设备，以便于解决上述中提出的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的电极加工工艺及设备，具有提高钛电极贵金属涂层的稳定性，避免脱落问题的发生，改善钛电极的晶粒结构，增加其比表面积，增加贵金属涂层的点催化活性的特点。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种新的电极加工工艺，所述加工工艺包括以下步骤：步骤一：将制成特定形状的片状钛基材送至喷砂工段，进行表面处理；步骤二：喷砂处理好的钛基材送至酸洗做进一步的加工处理；步骤三：将经过酸洗的电极送至刷涂工段进行加工；步骤四：使用烧结炉将刷涂完成后的基材进行烘干；步骤五：对带涂层的基材进行烧结；步骤六：对钛电极进行电化学后处理；步骤七：最终品的钛电极。优选的，所述步骤一中喷砂处理选用白刚玉，且喷砂的压力控制在0.40Mpa以下，并且喷砂时间为15-25秒之间，只需去除基材表面的粘砂、表面烧结层和部分和氧化层即可。优选的，所述步骤二中酸洗包含以下步骤：步骤1：准备第一酸洗池，在第一酸洗池内加入磷酸（15%），草酸（10%）以及稀盐酸（20%）组成的第一混合酸溶液，三者的比例按照3：5：2向池中分别倒入；步骤2：将待处理的钛基材放入第一酸洗池内使其完全浸没在第一混合酸溶液内，待浸泡2-3小时后取出，然后使用流动水冲洗酸洗后的不低于20s，送至干燥处放置备用；步骤3：准备第二酸洗池，在第二酸洗池内加入丁二酸（5%），冰醋酸（3%），同时加入少量的其他溶液组成的混合液，包括有1mol/L碘化钡（BaI2），0.2mol/L碘化镁（MgI2），0.5-1.0mol/L溴化钾（KBr2），0.5mol/L碳酸氢钠（NaHCO3），2mol/L硫酸钠（Na2SO4）等；步骤4：将第二酸洗池的温度恒定在55—60℃之间，将第一酸洗池处理后的钛基材放置第二酸洗池内进行浸泡，浸泡时间为0.5—1.0h，然后使用流动水冲洗酸洗后的不低于20s，送至干燥处放置备用。优选的，所述在步骤三和步骤四中刷涂烘干加工包含以下步骤：步骤5：将以Pt、Ir为主，Ni、Ta、Fe、C、O、H等为辅的贵金属涂料按照Pt、Ir占全部质量的90%，其余辅助物质占10%的比例进行涂料的调配；步骤6：准备对钛基材进行刷涂操作，根据实际的要求在最后制成的电极品通过高精度激光在线测量仪测量贵金属涂层的厚度时，刷涂在基材上的贵金属涂层的厚度保持在0.2—3μm；步骤7：刷涂完成后将刷涂好的基材装入托盘中，将托盘放置在烧结炉的指定位置，将烧结炉密封好再对其通电，进行烘干作业；步骤8：重复上述刷涂和烘干步骤5-7不低于8次。优选的，所述烘干步骤7中烘干作业烧结炉的温度为130℃—140℃，烘干时间15min-45min，且烘干后自然冷却到室温25℃，取出托盘，进行重复刷涂和烘干作业。优选的，所述步骤五中烧结作业是将刷涂好的基材装入托盘中，把托盘放置在烧结炉的指定位置，将烧结炉密封好再对其通电，升温到400—600℃，烧结时间1-2h；同时烧制结束后对制成的钛电极进行退火处理，烧结炉的退火温度为650℃—850℃，退火次数为1—2次，且烘干和退火等温度变化过程中的降温过程，均为自然冷却无外部因素干扰。优选的，所述电化学处理基于新的电极加工设备进行电解处理，且在电解池中加入磷酸（15%）、1-1.5mol/L碳酸钠（Na2CO3）、0.5mol/L硫酸钠（Na2SO4）、1.5mol/L碘化钾（KI）、5%乙二酸（H2C2O4）、不低于10%乙酸（CH3COOH）等物质组成的混合电解液，输出电压为350-380V，输出功率为5-7KW，电解时间为1.5-2h，而后将钛电极从电解池内依次取出，过流动水冲洗20-30s左右后放置在干燥通风处晾干。一种新的电极加工设备，包括电解池和电源，所述电解池的外侧安装有电源，且电源的外侧连接有控制柜，所述电解池的顶部右侧连接有进水口，且电解池的右侧底部连接有排水口，所述电解池的底部左侧连接有排液口，所述电解池的内部安装有第一结构件，且第一结构件的外侧设置有同样安装在电解池的内部的第二结构件，所述第一结构件的内部开设有凹槽，且凹槽的端部固定安装有固定板，所述固定板的内部开设有固定孔，所述第一结构件的边侧内部开设有连接槽。优选的，所述第一结构件和第二结构件在电解池的内部呈相间设置，且第一结构件和第二结构件间距控制在140-150mm之间；同时第一结构件一个单体和第二结构件一个单体之间组成一组处理单元，且每组处理单元间距不低于10cm，并且单组处理单元共分3层，同时单层处理单元摆放第一结构件和第二结构件的总数量为60片，且处理单元中每层的层间距为20cm。优选的，所述凹槽在第一结构件和第二结构件的内部均有开设，且凹槽的内部对称固定有呈螺纹结构的插杆，同时连接槽在第一结构件和第二结构件的内部均呈通孔设置，且连接槽呈对称分布。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该新的电极加工工艺及设备，能够提高钛电极贵金属涂层的稳定性，避免脱落问题的发生，改善钛电极的晶粒结构，增加其比表面积，增加贵金属涂层的点催化活性。附图说明图1为本专利技术工艺流程简图图2为本专利技术设备俯面结构示意图；图3为本专利技术设备正面剖切结构示意图；图4为本专利技术第一结构件的整体结构示意图；图5为本专利技术设备组成结构示意图；图6为本专利技术一般情况的微观结构示意图；图7为本专利技术本工艺的微观结构示意图；图8为本专利技术电极S1、P1的线性扫描伏安曲线示意图；图9为本专利技术一般烧结钛电极初始液相色谱示意图；图10为本专利技术本工艺烧结钛电极初始液相色谱示意图；图11为本专利技术一般烧结钛电极10min液相色谱示意图；图12为本专利技术本工艺烧结钛电极5min液相色谱示意图。图中：1、电解池；2、电源；3、控制柜；4、进水口；5、排水口；6、排液口；7、第一结构件；8、第二结构件；9、凹槽；10、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新的电极加工工艺，其特征在于：所述加工工艺包括以下步骤：/n步骤一：将制成特定形状的片状钛基材送至喷砂工段，进行表面处理；/n步骤二：喷砂处理好的钛基材送至酸洗做进一步的加工处理；/n步骤三：将经过酸洗的电极送至刷涂工段进行加工；/n步骤四：使用烧结炉将刷涂完成后的基材进行烘干；/n步骤五：对带涂层的基材进行烧结；/n步骤六：对钛电极进行电化学后处理；/n步骤七：最终品的钛电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种新的电极加工工艺，其特征在于：所述加工工艺包括以下步骤：
步骤一：将制成特定形状的片状钛基材送至喷砂工段，进行表面处理；
步骤二：喷砂处理好的钛基材送至酸洗做进一步的加工处理；
步骤三：将经过酸洗的电极送至刷涂工段进行加工；
步骤四：使用烧结炉将刷涂完成后的基材进行烘干；
步骤五：对带涂层的基材进行烧结；
步骤六：对钛电极进行电化学后处理；
步骤七：最终品的钛电极。


2.根据权利要求1所述的一种新的电极加工工艺，其特征在于：所述步骤一中喷砂处理选用白刚玉，且喷砂的压力控制在0.40Mpa以下，并且喷砂时间为15-25秒之间，只需去除基材表面的粘砂、表面烧结层和部分和氧化层即可。


3.根据权利要求1所述的一种新的电极加工工艺，其特征在于：所述步骤二中酸洗包含以下步骤：
步骤1：准备第一酸洗池，在第一酸洗池内加入磷酸（15%），草酸（10%）以及稀盐酸（20%）组成的第一混合酸溶液，三者的比例按照3：5：2向池中分别倒入；
步骤2：将待处理的钛基材放入第一酸洗池内使其完全浸没在第一混合酸溶液内，待浸泡2-3小时后取出，然后使用流动水冲洗酸洗后的不低于20s，送至干燥处放置备用；
步骤3：准备第二酸洗池，在第二酸洗池内加入丁二酸（5%），冰醋酸（3%），同时加入少量的其他溶液组成的混合液，包括有1mol/L碘化钡（BaI2），0.2mol/L碘化镁（MgI2），0.5-1.0mol/L溴化钾（KBr2），0.5mol/L碳酸氢钠（NaHCO3），2mol/L硫酸钠（Na2SO4）等；
步骤4：将第二酸洗池的温度恒定在55—60℃之间，将第一酸洗池处理后的钛基材放置第二酸洗池内进行浸泡，浸泡时间为0.5—1.0h，然后使用流动水冲洗酸洗后的不低于20s，送至干燥处放置备用。


4.根据权利要求1所述的一种新的电极加工工艺，其特征在于：所述在步骤三和步骤四中刷涂烘干加工包含以下步骤：
步骤5：将以Pt、Ir为主，Ni、Ta、Fe、C、O、H等为辅的贵金属涂料按照Pt、Ir占全部质量的90%，其余辅助物质占10%的比例进行涂料的调配；
步骤6：准备对钛基材进行刷涂操作，根据实际的要求在最后制成的电极品通过高精度激光在线测量仪测量贵金属涂层的厚度时，刷涂在基材上的贵金属涂层的厚度保持在0.2—3μm；
步骤7：刷涂完成后将刷涂好的基材装入托盘中，将托盘放置在烧结炉的指定位置，将烧结炉密封好再对其通电，进行烘干作业；
步骤8：重复上述刷涂和烘干步骤5-7不低于8次。


5.根据权利要求4所述的一种新的电极加工工艺，其特征在于：所述烘干步骤7中烘干作业烧结炉的温度为130℃—140℃，烘干时间1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天伦，王江辉，
申请(专利权)人：西安怡速安智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61