一种电镀用钛阳极及其制备方法技术

本发明专利技术属于电镀技术领域，公开了一种电镀用钛阳极及其制备方法。该电镀用钛阳极，包括钛基体和在钛基体上依次形成的中间层和表面层，中间层包含Ru、Ir和Ti的氧化物；表面层包含Ta、Nb、Sn、Zr、Ti或Sb的氧化物中的至少一种；中间层和表面层的厚度比为(5‑15)：1。本发明专利技术提供的电镀用钛阳极能够同时耐析氯、析氧环境的腐蚀，且能有效提高钛阳极的析氯、析氧电位，减少电镀过程氧气和氯气的析出，避免电镀添加剂过快的消耗，有利于维护镀液稳定，减小电镀成本。

【技术实现步骤摘要】
一种电镀用钛阳极及其制备方法
本专利技术属于电镀
，具体涉及一种电镀用钛阳极及其制备方法。
技术介绍
在电镀行业中，镀镍、镀锌、镀铜等为常见的电镀工艺。在电镀中，阳极大多为可溶性阳极，起到补充主盐浓度的作用。但是在实际生产过程中，由于阳极同时进行着电化学溶解及化学溶解，而阴极除金属沉积外伴随着氢气析出，阳极效率高于阴极效率，造成镀液中主盐浓度以及pH不断升高。为了控制镀液的稳定性，需要不断地向镀液中补充水进行稀释；容易造成“溢缸”；也需补充添加剂，并保持在一定浓度范围；同时还需补充酸来维持镀液的pH值。这样不仅需要对镀液进行频繁的监控，不利于电镀生产的稳定运行；而且浪费原材料以及增加废水排放量。为了解决此类问题，通常通过增加不溶性阳极作为辅助阳极，来减少可溶性阳极的用量。但是常规不溶性阳极存在诸多问题，如IrTa涂层钛阳极，涂层成本本很高，在析氧条件下寿命长，但是在含Cl-条件下寿命下降；RuTi涂层钛阳极，适合在Cl-条件下使用，但是在析氧环境中寿命相对较短。而且这两类涂层钛阳极析氧或析氯电位都比较低，电镀过程容易析出氧气或氯气，这两者都会加快电镀添加剂的消耗，增加电镀成本。总体来说，传统的不溶性钛阳极，不能同时耐析氯、析氧环境的腐蚀；也不能同时提高析氯、析氧过电位，减少氧气和氯气的析出。因此，亟需提供一种电镀用钛阳极，能够同时提高析氯、析氧电位，且寿命长。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种电镀用钛阳极，能够同时提高析氯、析氧电位，且寿命长。一种电镀用钛阳极，包括钛基体和在所述钛基体上依次形成的中间层和表面层，所述中间层包含Ru、Ir和Ti的氧化物；所述表面层包含Ta、Nb、Sn、Zr、Ti或Sb的氧化物中的至少一种；所述中间层和所述表面层的厚度比为(5-15)：1。在本专利技术提供的电镀用钛阳极中，中间层为导电主体，对钛阳极的导电性及使用寿命起决定性作用。表面层采用过渡金属氧化物，起辅助作用，能够同时提高钛阳极的析氯、析氧电位，减少钛阳极在电镀过程中的氯气和氧气的析出量，避免电镀添加剂的过快消耗。同时需要控制所述中间层和所述表面层的厚度比，当表面层过厚，则会降低钛阳极的寿命，过薄则无法达到同时提高钛阳极的析氯、析氧电位的作用。所述电镀用钛阳极的中间层包含Ru、Ir和Ti的氧化物，其中Ru的氧化物有利于析氯环境，Ir的氧化物有利于析氧环境，Ru和Ir的氧化物作为导电氧化物，Ti的氧化物为惰性氧化物。由于Ru4+、Ir4+、Ti4+三者离子半径接近，且都属于金红石型氧化物，烧结后可形成结构稳定的Ru、Ir、Ti的氧化物固溶体，而掺入适量的Ti的氧化物有利于提高钛阳极的稳定性。优选的，所述中间层包含RuO2、IrO2和TiO2；所述表面层包含Ta2O5、Nb2O5、SnO2、ZrO2、TiO2或Sb2O3中的至少一种。优选的，所述中间层和所述表面层的厚度比为(5-12)：1。优选的，在所述中间层中，按摩尔比计，Ru：Ir：Ti为，Ru：Ir：Ti为(15-40)：(2-10)：(55-85)；进一步优选的；更优选的，Ru：Ir：Ti为(20-35)：(3-8)：(60-75)。当各金属组分的比例过高或过低，该中间层的耐蚀性都会明显变差，钛阳极的寿命就会明显下降。优选的，所述中间层的厚度为2-15微米；进一步优选的，所述中间层的厚度为2-10微米；更优选的，所述中间层的厚度为2-8微米。优选的，所述表面层的厚度为0.1-1.0微米；进一步优选的，所述表面层的厚度为0.2-0.8微米。优选的，所述钛基体为TA1或TA2。本专利技术也提供了一种电镀用钛阳极的制备方法。具体的，一种电镀用钛阳极的制备方法，包括以下步骤：(1)将Ru、Ir和Ti的酸或盐溶解，制得中间层涂液；将所述中间层涂液涂覆于钛基体上，烘干，烧结，制得中间层；(2)取Ta、Nb、Sn、Zr、Ti或Sb盐中的至少一种，溶解，制得表面层涂液；将所述表面层涂液涂覆于步骤(1)制得的所述中间层上，烘干，烧结，制得表面层，即得所述电镀用钛阳极。优选的，步骤(1)和步骤(2)中所述涂覆的过程为多次涂覆，每次涂覆后进行烘干烧结，直至达到目标厚度。优选的，步骤(1)和步骤(2)中所述溶解过程为采用醇溶解；进一步优选的，所述醇为丁醇和/或丙醇。优选的，步骤(1)和步骤(2)中所述烘干的温度为100-150℃；进一步优选的，步骤(1)和步骤(2)中所述烘干的温度为110-130℃。优选的，步骤(1)和步骤(2)中所述烧结的温度为400-600℃；优选的，步骤(1)和步骤(2)中所述烧结的温度为450-500℃。本专利技术还提供了上述电镀用钛阳极的应用。所述电镀用钛阳极在电镀中的应用，如作为辅助阳极。相对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供的钛阳极包括钛基体和在钛基体上依次形成的中间层和表面层，其中中间层为导电主体，对钛阳极的导电性及使用寿命起决定性作用；过渡金属氧化物表面层起辅助作用，能够同时提高钛阳极的析氯、析氧电位；通过控制所述中间层和所述表面层的厚度比以及各层中金属氧化物的成分，使制得的钛阳极能够同时耐析氯、析氧环境的腐蚀，且能有效提高钛阳极的析氯、析氧电位，减少电镀过程氧气和氯气的析出，避免电镀添加剂过快的消耗，有利于维护镀液稳定，减小电镀成本。附图说明图1为实施例1和对比例1制备的电镀用钛阳极的析氯极化曲线图；图2为实施例1和对比例1制备的电镀用钛阳极的析氧极化曲线图；图3为实施例2和对比例2制备的电镀用钛阳极进行强化寿命测试的槽电压与时间关系图。具体实施方式为了让本领域技术人员更加清楚明白本专利技术所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本专利技术要求的保护范围不构成限制作用。以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。实施例1将喷砂后的钛板，经除油和草酸刻蚀处理后，获得粗糙度Ra为4.0-10.0微米的均匀的粗糙表面，清洗烘干后备用。采用热分解法制备含贵金属氧化物涂层的中间层：先按金属摩尔比Ru：Ir：Ti＝25：5：70，将三氯化钌、氯铱酸和钛酸丁酯溶解到正丁醇：异丙醇＝1:1的溶液中，制备成总金属浓度为0.5mol/L的涂液，刷涂到干净的钛板上，120℃条件下烘干10min，然后在450℃条件下烧结10min，取出冷却后再重复刷涂—烘干—烧结步骤15次，制得厚度约为4.5微米的中间层。然后再刷涂表面层，表面层涂液为：将五氯化钽溶于正丁醇：异丙醇＝1:1的溶液中，制成金属浓度为0.2mol/L的涂液；将表面层涂液刷涂到中间层上，先在120℃条件下烘干10min，然后在500℃条件下烧结10min，表面层刷涂2层，厚度约为0.5微米，最后一层烧结60min，即制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电镀用钛阳极，其特征在于，包括钛基体和在所述钛基体上依次形成的中间层和表面层，/n所述中间层包含Ru、Ir和Ti的氧化物；/n所述表面层包含Ta、Nb、Sn、Zr、Ti或Sb的氧化物中的至少一种；/n所述中间层和所述表面层的厚度比为(5-15)：1。/n

【技术特征摘要】
1.一种电镀用钛阳极，其特征在于，包括钛基体和在所述钛基体上依次形成的中间层和表面层，
所述中间层包含Ru、Ir和Ti的氧化物；
所述表面层包含Ta、Nb、Sn、Zr、Ti或Sb的氧化物中的至少一种；
所述中间层和所述表面层的厚度比为(5-15)：1。


2.根据权利要求1所述的电镀用钛阳极，其特征在于，所述中间层和所述表面层的厚度比为(5-12)：1。


3.根据权利要求1所述的电镀用钛阳极，其特征在于，在所述中间层中，按摩尔比计，Ru：Ir：Ti为(15-40)：(2-10)：(55-85)。


4.根据权利要求3所述的电镀用钛阳极，其特征在于，在所述中间层中，按摩尔比计，Ru：Ir：Ti为(20-35)：(3-8)：(60-75)。


5.根据权利要求1或2所述的电镀用钛阳极，其特征在于，所述中间层的厚度为2-15微米。

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海清，赵国鹏，胡耀红，曾繁波，张招贤，徐金来，罗慧梅，
申请(专利权)人：广州鸿葳科技股份有限公司，广州市二轻研究所股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44