钛箔的制造方法技术

本发明专利技术的钛箔的制造方法包括电沉积工序，所述电沉积工序使用包含钛离子且氯化物熔融而成的熔融盐浴，利用包含阳极和阴极的电极进行电解，使金属钛在阴极的电解面析出，在电沉积工序中，将熔融盐浴中的钛离子的摩尔浓度相对于金属离子的摩尔浓度的合计的比例维持在7％以上，将熔融盐浴的温度维持在510℃以下，在向电极通电时，将连续停止通电的时间设为小于1.0秒，将电流密度设为0.10A/cm2以上且1.0A/cm2以下，将金属钛向阴极的所述电解面的电沉积时间设为120分钟以下。电沉积时间设为120分钟以下。电沉积时间设为120分钟以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钛箔的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种使用熔融盐浴，利用包含阳极和阴极的电极进行电解，使金属钛在阴极析出来制造钛箔的方法。

技术介绍

[0002]金属钛通常利用适于大量生产的克罗尔(Kroll)法来制造。在金属钛的制造中，在焦炭等碳源存在下使钛矿石中所含的氧化钛与氯反应，生成四氯化钛。然后，用金属镁将四氯化钛还原，得到海绵状的金属钛即所谓的海绵钛。
[0003]在此，对于以上述的海绵钛为主原料来制造厚度较薄的箔状的金属钛而言，通常在将海绵钛熔解并且进行铸造而制成钛锭、钛板坯后，进一步实施锻造、轧制之类其他所需的加工。在这样的需要熔解和加工的工艺中，很难说能高效且低成本地制造箔状等规定形状的金属钛。
[0004]在该状况下，从削减制造工艺中的能耗和降低成本的观点考虑，研究了采用使用熔融盐浴使金属钛析出的熔融盐电解来代替上述的熔解和加工。
[0005]作为与熔融盐电解相关的技术，例如有专利文献1～3中记载的技术。
[0006]专利文献1中记载了：“一种高纯度钛的制造方法，其特征在于，在利用熔融盐电解法制造高纯度钛的方法中，在作为浴组分的钠离子为10wt％以下的氯化物浴中进行电解”，且“在使用熔点为400℃以下的低电解浴进行电解的情况下，在电解温度为550～900℃的范围内进行”。
[0007]在该专利文献1中，为“在使用LiCl－KCl等熔点低的浴(400℃以下)的情况下，通常在400～500℃下进行电解。但是，该温度下的电沉积Ti的形状会成为海绵状或者粉末状。在该状态下，氧多，此外损耗也变多，收率会恶化”，教导了“通过如表二所示地将浴温设为550～900℃，优选设为600～750℃，使电沉积Ti的形状成为粗大的晶体，具体而言成为六边板状、树枝状，由此谋求氧的减少和收率的提高等”。
[0008]在专利文献2中公开了“一种钛的制造方法，其特征在于，在利用熔融盐电解法对原料钛进行电解提纯时，向作为阳极的填充有原料钛的容器与作为阴极的电解容器之间施加电压”。具体而言，记载了如下内容：“作为熔融盐电解工序，首先，从未在容器主体1a内装入原料钛T和钛棒3的状态开始，将预先混合为以摩尔比计1∶1的比例的NaCl－KCl的混合氯化物投入至容器主体1a内。接着，在减压下加热至650℃使混合氯化物充分脱水，然后将炉内置换为氩气氛后，升温至740℃并保持，将混合氯化物熔融而制成电解浴4。接着，将原料钛T和钛棒3浸渍于电解浴4中，并且使盖体1b关闭。接下来，在从未图示的供给管向原料钛T的底部以适当流量吹入液体的TiCl4而在电解浴中生成钛离子后，用直流电流分别向电解用电路11和杂质熔出防止用电路21这两者施加电压。电解用电路11的电压设为100～1000mV，此外，杂质熔出防止用电路21的电压设为500mV以下，优选设为10～150mV，更优选设为30～100mV。”等。
[0009]在专利文献3中提出了“一种金属钛的制造方法，在熔融盐浴中使用阳极和阴极进
行电解来制造金属钛，所述方法包括使用含有金属钛的阳极作为所述阳极，使金属钛在阴极上析出的钛析出工序，在所述钛析出工序中，将熔融盐浴的温度设为250℃以上且600℃以下，并且将从所述钛析出工序开始时起到经过30分钟为止的期间的所述阴极的平均电流密度维持在0.01A/cm2～0.09A/cm2的范围内”。在专利文献3的实施例的项目中，记载了“在阳极和阴极以规定的间隔流过反复通电和停止的脉冲电流，由此进行电解，使阳极熔解，使金属钛在阴极上呈箔状析出”(参照表1)。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1：日本特开平3－291391号公报
[0013]专利文献2：日本特开2000－87280号公报
[0014]专利文献3：国际公开2020/044841号

技术实现思路

[0015]专利技术所要解决的问题
[0016]在专利文献3所记载的方法中，金属钛在阴极上较薄地电沉积，此外，能较容易地使金属钛从阴极剥离。因此，认为根据该方法，能得到厚度薄的钛箔。
[0017]不过，在专利文献3所记载的方法中，在向电极通电时，例如有时流过脉冲电流等间歇性的电流。在该情况下，由于脉冲电流中的停止通电的时间，金属钛向阴极上的电沉积需要一定程度的时间，因此钛箔的制造效率存在改善的余地。
[0018]本专利技术的目的在于提供一种钛箔的制造方法，其能在不大幅降低电沉积于阴极上的金属钛从阴极的剥离容易性的情况下，增加每单位时间的金属钛的电沉积量。
[0019]用于解决问题的方案
[0020]可认为金属钛向阴极上的电沉积通过熔融盐浴中的钛离子的高浓度化、熔融盐浴的温度的上升、向电极通电时的电流密度的增大来促进。另一方面，这些方式有可能导致金属钛从阴极的剥离容易性降低。
[0021]专利技术人进行了深入研究，结果新发现了上述各条件的适当的组合。由此，即使在充分缩短了停止向电极通电的时间的情况下、不停止通电的情况下，也能抑制金属钛的剥离容易性的降低。此外，在此，停止向电极通电的时间短或不停止通电，因此能实现每单位时间的金属钛的电沉积量的增加。
[0022]本专利技术的钛箔的制造方法包括：电沉积工序，使用包含钛离子且氯化物熔融而成的熔融盐浴，利用包含阳极和阴极的电极进行电解，使金属钛在阴极的电解面析出，在电沉积工序中，将熔融盐浴中的钛离子的摩尔浓度相对于金属离子的摩尔浓度的合计的比例维持在7％以上，将熔融盐浴的温度维持在510℃以下，在向电极通电时，将连续停止通电的时间设为小于1.0秒，将电流密度设为0.10A/cm2以上且1.0A/cm2以下，将金属钛向阴极的所述电解面的电沉积时间设为120分钟以下。
[0023]优选的是，在上述钛箔的制造方法中，阳极包含Ti，在电沉积工序中消耗所述阳极。
[0024]此外，优选的是，在上述钛箔的制造方法中，所述氯化物包含二氯化钛和/或三氯化钛。
[0025]优选的是，在电沉积工序中，将熔融盐浴中的钛离子的摩尔浓度相对于金属离子的摩尔浓度的合计的比例维持在10％以上。
[0026]此外，优选的是，在电沉积工序中，将熔融盐浴的温度维持在500℃以下。
[0027]另外，优选的是，在电沉积工序中，将电流密度设为0.20A/cm2以上且0.50A/cm2以下。
[0028]专利技术效果
[0029]根据本专利技术的钛箔的制造方法，能在不降低电沉积于阴极上的金属钛从阴极的剥离容易性的情况下，增加每单位时间的金属钛的电沉积量。
附图说明
[0030]图1是示意性地表示能在本专利技术的一个实施方式的钛箔的制造方法中使用的电解装置的剖视图。
[0031]图2是关于另一电解装置的以剖视图的方式示意性地表示电极以外的部分的局部剖视立体图。
[0032]图3是示意性地表示又一电解装置的剖视图。
[0033]图4是示意性地表示又一电解装置的剖视图。
[0034]图5是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种钛箔的制造方法，其为制造钛箔的方法，包括：电沉积工序，使用包含钛离子且氯化物熔融而成的熔融盐浴，利用包含阳极和阴极的电极进行电解，使金属钛在阴极的电解面析出，在电沉积工序中，将熔融盐浴中的钛离子的摩尔浓度相对于金属离子的摩尔浓度的合计的比例维持在7％以上，将熔融盐浴的温度维持在510℃以下，在向电极通电时，将连续停止通电的时间设为小于1.0秒，将电流密度设为0.10A/cm2以上且1.0A/cm2以下，将金属钛向阴极的所述电解面的电沉积时间设为120分钟以下。2.根据权利要求1所述的钛箔的制造方法，其中，阳极包含Ti，在电沉积工序中消耗所述阳极。3.根据权利要求1或2所述的钛箔的制造方法，其中，所述氯化物包含二氯化钛和/或三氯化钛。4.根据权利要求1～3中任一项所述的钛箔的制造方...

【专利技术属性】
技术研发人员：金子拓实，中条雄太，铃木大辅，堀川松秀，藤井秀树，
申请(专利权)人：东邦钛株式会社，
类型：发明
国别省市：