钛阳极详解

钛阳极详解
什么是钛阳极？钛阳极全称叫钛基金属氧化物涂层钛阳极（MMO）。

也叫KSA阳极。

（尺寸形状稳定型阳极）。

它以钛为基板，在钛基板上刷涂贵金属涂层，使其具有良好的电催化活性及导电性。

钛阳极分类：按照在电化学反应中阳极析出气体来区分，析出氯气的称析氯阳极，如钌系涂层钛电极：析出氧化的称为析氧阳极，如铱系涂层钛电极和白金钛网/板。

析氯阳极（钌系涂层钛极）：电解液中氯离子含量高：一般在盐酸环境及电解海水，电解食盐水环境。

对应我公司产品为钌铱钛阳极，钌铱锡钛阳极。

析氧阳极（铱系涂层钛电极）：电解液一般为硫酸环境。

对应我公司产品为铱钽阳极，铱钽锡阳极，高铱阳极。

镀铂阳极（白金钛网/白金钛板）：钛为基材。

表面镀上贵金属铂，镀层厚度一般为1-5um（微米）。

白金钛网网孔规格一般为12.7*4.5mm或6*3.5mm.
阳极的选择:如果客户不清楚应该用什么阳极,我们就需要客户提供阳极工作的环境及介质:
1. 每平方米的电流密度.(单个阳极所承载的电流强度除以电极表面积)
2. 温度.
3. PH值.
4. 溶液的成分构成及比例.
5. 生产的产品或用途等.
钛阳极上金属氧化物涂层的作用是什么?
通过覆盖不同的涂层,增强导电性能及电催化活性,促进电解反应过程及延长阳极在不同使用环境下的使用寿命,达到预期的使用效果.
钛阳极上金属氧化物涂层的厚度问题:
起电化催化反应的主要是涂层中的贵金属,只有贵金属含量达到使用要求才能保证阳极产品的正常工作.厚度只是一个表象,主要由刷涂的遍数和溶剂的浓度决定,和贵金属含量含量的多少没有直接联系,过厚的涂层反倒更容易脱落.
什么叫阳极钝化
什么是金属的钝化现象?把铁丝浸在稀硝酸中时,铁丝很快就会溶解,但吧铁丝放在浓硝酸中时铁丝的溶解现象几乎完全停止了.这时如果把铁丝重放回稀硝酸中,铁丝已不再溶解,用肉眼甚至用显微镜观察也看不出铁丝表面有什么变化,人们认为铁丝这时处于钝化状态.
阳极在电角运转过程中,工作寿命有一定的期限.当电压升的很高,实际上没有电流通过时,阳极便失去作用,这种现象称为阳极钝化.
阳极使用寿命的影响因素主要有哪些:
1. 电流密度:电流密度和阳极寿命成反比.电流越大,阳极使用寿命越短.我公司阳极设计电流密度为2000A/M2内.建议电流密度不要超过2000A/M
2.另外尽量避免电流忽大忽小.
2. 钛基材:阳极的基材一般选用纯钛,且要求在TA1的材质以上,若使用的基材纯度不够,耐腐蚀性能就会大打折扣,对阳极的使用寿命有很大影响.
3. 电解液:电解液中禁止含有氟离子,氰基离子和硫离子,如有对阳极的寿命影响也比较大.电解液中氯离子含量应控制在200PPM以内.
4. 倒极:倒极是阳极修复时时常采用的一种方式,可以使已经钝化的旧涂层从基体表面脱落.所以在使用中禁止到极.
5. 频繁断电:在没有电流通过的情况下,涂层在溶液中长时间浸泡会受到很大损害.所以在阳极不工作的时候最好通以很小的电流,维持回路的产生,.长时间不用的时候,将阳极从液体中取出,用清水冲洗干净,晾干存放.
6. 人为损伤:阳极表面不能有硬伤,如果部分涂层受损,即使是很小的一道划伤,也会使阳极迅速被腐蚀\钝化,最后导致失效.所以在安装及使用阳极中要轻拿轻放,避免磕碰.
7. 短路.禁止在通电情况下的阴阳极接触.短路造成的瞬间电流非常大,可烧毁极板.
8. 温度:温度和阳极寿命也成反比关系,我公司设计阳极设计温度为40-60度,.建议温度不要超过6 0度.
钛阳极的优点(和铅阳极,铅锡阳极对比):
1. 尺寸稳定(基体不溶解),极间距不变化,可保证槽电压稳定.
2. 工作电压低,电能消耗少,比铅阳极节电20%.
3. 阴极产物纯度高.
4. 不会产生阳极泥,不污染槽体.
5. 重量轻,可降低劳动强度.
6. 基体可反复使用.
钛阳极在电镀行业的应用
电镀的定义:
就是利用电解原理在某些金属表面上镀一薄层其它金属或合金的过程,一般情况下,镀层金属做阳极,被氧化成阳离子进入电镀液:待镀的金属制品做阴极,镀层金属的阳离子在金属表面还原形镀层.一般需要含镀层阳离子的溶液做电镀液,以保持镀层金属阳离子的浓度不变.
电镀的目的:
是在基材上镀上金属镀层,改变基材表面性质或尺寸,电镀能增金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的
金属)增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。

镀三价格
自燃界铬主要以三价铬和六价铬的形式存在。

三价铬是人体必需的微量元素：六价铬则是明确的有害元素，美国环境保护局（EPA）将六价铬确定为17种高度危险的毒性物质之一。

六价铬化合物口服致死量1.5 g 左右,水中六价铬含量超过0.1mg/L就会中毒
我国为防止铬的危害,规定生活饮水中六价铬的水平就低于0.05mg/L:工业废水排放标准中六价铬为第一类污染物,其中水平必须低于0.5mg/L.欧盟\日本及北美各国则限期使用及取代严重污染环境的六价铬电镀,并禁止六价铬电镀产品进入其市场,实现清洁生产,保护环境和人类,并且三价铬的废水处理费用只有六价
铬的20%左右.
三价铬电铬珍有白亮的颜色,硬度很高而且机械性能优良,它的分散性能和覆盖能力都远远高于六价铬,同样的电流密底情况下它沉积速度是六价铬电镀的两倍,电流效率也很高等优点.不过,三价铬电镀最主要的
优点是它的毒性只有六价铬的100分之一,百且易于处理,是一种代替广泛使用但严重污染环境的六价铬电镀的最具有前途的电镀工艺之一.如前所述,发达国家已经决定减少六价铬电镀直至完全取消,就是因为有
三介铬电镀等环保型的新工艺技术.
但是,三价铬电镀也存在着一些问题,主要是由于它的杂质容忍性很低,从百造成它的稳定性不好.有时会影响镀层的质量,以至完全不能镀出合格的产品.
其次,三价铬的镀层厚度很难超过5微米,硬度达不到六价铬的标准,一般作为装饰性镀层.
三价铬电镀工艺主要有氯化物体系和硫酸盐体系.
镀铬:
镀铬层的种类有:
1. 防护装饰性镀铬,可以防止基体金属锈蚀,且具有装饰性光亮外观,广泛用于汽车\自行车\缝纫机\钟表\仪器\日用五金等零件上:
2. 硬铬(耐磨铬),机械零件镀硬铬,可提高耐磨性延长使用寿命:
3. 乳白铬镀层,乳白镀铬层孔隙很小,抗蚀性能好,而硬铬稍低,在乳白铬镀层上加镀光亮耐磨铬镀层,既能提高抗蚀性能又达到耐磨目的,称为防护耐磨双层铬镀层,在飞\船舶零件及枪炮内膛上得到广泛应用.
4. 松孔镀铬层.
5. 黑铬镀层等.
镀铬时使用的阳极材料有DSA钛阳极(贵金属氧化涂层钛阳极)\pbsn(铅锡)\石墨\钛基二氧化铅电极,这些材料都有能力把铬离子氧化成铬酸离子,而使用不溶性钛阳极时,阳极的氧化过电位比铅电极约低450mv,节约电能消耗.同时钛阳极可以大电流密度运行,使用寿命长,铬镀层与基体结合牢固,表面光亮洁净.
镀铑:
镀铑层呈银白色.到目前镀铑工艺绝大多数采用硫酸铑镀液,主要用于首饰行业\用于滑动旋转接触件\印刷线路开关\通讯设备以及高频开关元件上.含有有硒酸的镀铑液和含有氨基磺酸镁瓣镀铑液,一般工业上要求铑镀层厚度为0.1-0.2um.镀铑工艺中,可以使用铂\钛基镀铂以及DSA涂层钛阳极.
镀钯:
镀钯呈银白色,20世纪70年代,在电子工业中,以钯代替金的电镀工艺得到飞速发展.镀钯液最常用的是氨性体系,钯以氨铬合物的形式存在.一般钯镀层较易获得,但往往容易产生裂纹,因为在电积钯的电位范围内,氢往往产生共同电积现象,使钯镀层吸氢,在放置过程中氢气慢慢会释放出去,开成绩层的裂纹.镀钯的阳极可使用纯铂\钛基镀铂\DSA钛阳极.
镀金:
目前使用的镀金溶液有氰化物镀金液和无氰化物镀金液..镀金阳极原来使用纯金\铂\钛\基镀铂\,但铂\钛基镀铂电极价格贵,同时DSA钛阳极使用寿命长于钛镀铂阳极,真正称得上物美价廉。

镀钊：
钌的硬度高、耐磨、镀钌用于电接点代替价格贵的镀铑是很有意义的。

但是，国内直到最近，其应用仍然很少。

镀钌阳极使用铂、钛基镀铂、DSA涂层钛阳极。