一种铁基、纯铜过渡层和表面纯金属钼或金属钨涂层的电极材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铁基、纯铜过渡层和表面纯金属钼或金属钨涂层的电极材料及制备方法，它是利用电刷镀或化学镀和溅射镀技术，在铁基材料表面首先涂覆一定厚度的纯铜作为过渡层，再利用溅射镀技术沉积金属钼或金属钨，以形成一种铁基、铜过渡层和表面金属钼或金属钨涂层的新型电极材料。本发明专利技术采用铁基材料作为电极材料，具有加工性能好、导电性好、强度高、成本低。在其上面镀一层铜增加导电性，并作为过渡层增加表面纯金属钼（或者金属钨）层的膜基结合强度，表面纯金属钼（或者金属钨）具有耐腐蚀、强度硬度较高、电阻率较小的优点，能大幅度提高电极的比能量与比功率，接触电阻保持恒定，电能消耗稳定并且较小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及表面工程，具体是一种铁基、纯铜过渡层和表面纯金属钥(或者金属钨)涂层的电极材料及制备方法。
技术介绍
在工业生产中，电极材料作为一种电解用的正极，其基本要求是具有良好的导电性、耐电化学腐蚀、一定的机械强度和便于加工制造的性能。最初的电极材料采用石墨，但是因为其强度低、生产成本高、容易损耗、易脱落、工作寿命短等缺点现在正在被逐步淘汰；金属材料基的电极材料(比如碳钢)，虽然有良好强度、塑性、可加工性、成本较低，但是在使用中不耐腐蚀，且电能消耗大，寿命较短；现在常用的是不锈钢和金属钛作为电极材料，虽然有耐腐蚀、强度高等优点，但是阳极产生氧气，容易在表面存在一层致密的氧化膜(如TiO2膜或者Cr2O3膜)，这类氧化膜的导电性极差，随着时间的延长，膜厚度不断增加，导电性能恶化，耗电量急剧增大。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术的不足，而提供一种铁基、纯铜过渡层和表面纯金属钥或金属钨涂层的电极材料及制备方法。这种材料表面涂层具有电导率大、耐磨损和腐蚀性好、膜基结合力强的特点。实现本专利技术目的的技术方案是 一种铁基、纯铜过渡层和表面纯金属钥或金属钨涂层的电极材料，它是利用电镀(或者电刷镀、化学镀)和溅射镀技术，在铁基材料表面首先涂覆一定厚度的纯铜作为过渡层，再利用溅射镀技术沉积金属钥(或者金属钨)，以形成一种铁基、铜过渡层和表面金属钥(或者金属钨)涂层的新型电极材料。一种铁基、纯铜过渡层和表面纯金属钥或金属钨涂层的电极材料的制备方法，包括如下步骤 (1)以电极基体材料为碳钢进行表面处理，使材料的表面粗糙度Ra〈Iμπι； (2)清洗材料表面用活化液、腐蚀液、净化液、清洗液等依次清洗表面，再放入超声波仪器中清洗半小时以上； (3)在碱铜溶液中，利用电镀涂覆一定厚度的纯铜；工作电压为5 36V，时间为f10分钟； (4)用超声波清洗干净并烘干； (5)放入溅射镀沉积设备中，调节负偏压、弧电流、工作总气压、氩气流量、沉积温度、沉积时间的工艺参数，在镀有纯铜的过渡层试样表面再沉积一层表面纯金属钥或金属钨涂层即成。步骤(I)所述电极基体材料为碳钢或不锈钢。步骤(3)所述电镀为电刷镀或者化学镀。步骤(5)所述溅射镀为离子镀、电弧离子镀、磁控溅射镀或射频溅射镀，其工艺参数为真空度为10_4 10_3Pa，通入工作气体氩气至I 30 Pa，用-500 -1000V的偏压清洗不锈钢10 50 min;沉积温度室温 500° C，沉积气压为O. 5 10Pa，沉积偏压为-100 -300V，沉积时间为30 90min。本专利技术的优点是本专利技术采用铁基材料作为电极材料，具有加工性能好、导电性好、强度高、成本低。在其上面镀一层铜增加导电性，并作为过渡层增加表面纯金属钥(或者金属钨)层的膜基结合强度，表面纯金属钥(或者金属钨)具有耐腐蚀、强度硬度较高、电阻率较小的优点，能大幅度提高电极的比能量与比功率，接触电阻保持恒定，电能消耗稳定并且较小。具体实施例方式以下通过具体的实例来进一步说明本专利技术。实施例1 : 试样基材为4Crl3马氏体不锈钢，尺寸50mmX20mmX3mm(长X宽X厚)，试样在开始前，表面经过不同型号的水砂纸打磨，并用角向抛光机抛光，表面粗糙度达Ra = 0.8μπι。首先进行表面电刷镀镀纯铜，刷镀电源型号为GSD-200A。将打磨并清洗后的试样接负极，镀笔接阳极，在工件表面分别刷镀电净液、I号活化液、2号活化液和碱铜，刷镀电净液的电压为12V、刷镀速度为60次每分钟、刷镀时间为60s ;刷镀I号活化液的电压为10V、刷镀速度为65次每分钟、刷镀时间为60s ;刷镀2号活化液的电压为IIV、刷镀速度为70次每分钟、刷镀时间为70s ;刷镀碱铜的电压为8V、刷镀速度为60次每分钟、刷镀时间为60s，每次刷镀完成后都用清水冲洗干净在继续刷镀。然后在TSU-650超高真空磁控溅射及离子镀沉积设备上进行电弧离子镀纯金属钥涂层，先将上一步得到的试样用超声波清洗干净并烘干，放入电弧离子镀膜设备，本底真空度抽至10_3Pa，通入工作气体氩气至5 Pa，用-700V的偏压清洗试样20 min ;清洗完之后，基体温度升至200 ° C，工作气压O. 8 Pa，偏压-200 V，靶材弧电流70 A，工作气体为高纯氩，工作时间为60 min。结束之后随炉冷却，试样表面即可获得面致密的金属钥涂层。实施例2 在TSU-650超高真空磁控溅射及离子镀沉积设备上进行电弧离子镀纯金属钨涂层，即可获得面致密的金属钨涂层，其余同实施例1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁基、纯铜过渡层和表面纯金属钼或金属钨涂层的电极材料，其特征是：它是利用电刷镀或化学镀和溅射镀技术，在铁基材料表面首先涂覆一定厚度的纯铜作为过渡层，再利用溅射镀技术沉积金属钼或金属钨，以形成一种铁基、铜过渡层和表面金属钼或金属钨涂层的新型电极材料。

【技术特征摘要】
1.一种铁基、纯铜过渡层和表面纯金属钥或金属钨涂层的电极材料，其特征是它是利用电刷镀或化学镀和溅射镀技术，在铁基材料表面首先涂覆一定厚度的纯铜作为过渡层，再利用溅射镀技术沉积金属钥或金属钨，以形成一种铁基、铜过渡层和表面金属钥或金属鹤涂层的新型电极材料。2.一种铁基、纯铜过渡层和表面纯金属钥或金属钨涂层的电极材料的制备方法，其特征是包括如下步骤(1)以电极基体材料为碳钢进行表面处理，使材料的表面粗糙度Ra〈Iym；(2)清洗材料表面用活化液、腐蚀液、净化液、清洗液等依次清洗表面，再放入超声波仪器中清洗半小时以上；(3)在碱铜溶液中，利用电镀涂覆一定厚度的纯铜；工作电压为5 36V，时间为f10分钟；(4)用超声波清洗干净并烘干；(5)放入溅射镀沉积设备中，调节负偏压、弧电流、工作总气压、氩气流量、沉积温度、沉积时间的工艺参数，在镀有纯铜的过渡...

【专利技术属性】
技术研发人员：高原，吴炜钦，马志康，王成磊，张焱，徐晋勇，蔡航伟，陆小会，韦文竹，张光耀，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：