湿法冶金中新型铅基阳极材料的研究进展

随着湿法冶金工业的发展,对电积用阳极材料的要求也越来越高,这就促进了不溶阳极材料成为研究的热点。简要概述了阳极材料的研究意义,并详细介绍了新型铅合金阳极材料和铅基表面改性阳极材料的工业应用状况与研究现状。希望为工业应用中阳极材料的选择及未来阳极材料的研究提供参考。     

低温聚合物导体浆料粘结相的选择

本文论述了以银包玻璃微珠为导电相的低温聚合物导体浆料中树脂的选择实验,通过对所得浆料各种性能的比较,得到比较适合银包玻璃微珠的2种树脂A和F.适合的浆料配方是:35%～40%A树脂(TYI油墨类)配合使用60%～65%的导电相,30%～35% F树脂(改性聚脂4#)配合使用65%～70%的导电相.把浆料样品放置72天,阻值变化率基本在10%以内.     

化学镀锡层成分与表面形貌及结构分析

借助于扫描电子显微镜和X-射线衍射仪,研究了不同工艺条件下化学镀锡层的成分、表面形貌及组织结构,同时对测试结果做分析.结果表明:(1)通过控制沉积时间,可获得锡的质量分数为92%～97%半光亮银白色的锡镀层,此外镀层中还含有少量的Cu及微量的Fe、N、C、S、O等元素.(2) 时间越长、温度越高,沉积的晶粒粒度越大.添加剂B和添加剂C有明显的细化晶粒作用.(3) 沉积时间延长,镀层中β-Sn相的峰值增强,Cu相峰值减弱,表明镀层在不断增厚.     

电解法制备超细铜粉的工艺及性能研究

研究了电解液组成、工艺条件及阳极种类对电解铜粉粒度、产量、电流效率和电耗的影响,分析了电解法制备的超细铜粉的表面形貌和相结构.研究结果表明:极间距增大,铜粉粒度变粗,电流效率降低,电耗增加.混合酸浓度和电流密度提高,铜粉粒度变细,电流效率降低,电耗升高.电解液温度升高和刮粉周期增长,铜粉粒度变粗,电流效率提高,电耗降低;采用不溶性阳极进行电解时,能够有效地起到控制铜粉粒度的作用,但产量较低.     

栅栏型铝基铅合金复合材料阳极在高电流密度下电积铜

研究了栅栏型阳极板与传统铅合金阳极板在高电流密度下电积铜对电流效率、槽电压、阴极铜表面形貌和截面形貌的影响;利用扫面电镜、镜像显微镜等表征阴极铜的结构和表面形貌。结果表明:在低电流密度下,两种阳极板的电积性能相差不大;而在400 A/m~2电流密度下,栅栏型阳极板相较于传统铅基合金阳极板,铜产量提高15%左右,而且电流及导电性均匀;相同电流密度下,栅栏型阳极板的槽电压低于传统铅合金阳极30～50 mV,而且随电流密度增大,优势更明显。在高电流密度下,提高电解液中铜离子浓度,加大电解液循环量和添加剂用量,可以改善阴极铜品级、表面质量和结晶组织。     

铝棒低银铅合金表面陶瓷化复合阳极的制备与性能

为获得一种锌电积用低成本、低析氧电位和高催化活性的阳极,在铝棒表面通过挤压复合技术包覆Pb-0.2% Ag合金得到Al棒Pb-0.2% Ag阳极.在含氟的硫酸溶液中,通过阳极氧化在Pb-0.2% Ag合金和Al棒Pb-0.2% Ag合金阳极表面形成具有高催化性能的膜层,采用显微图像分析仪和数显显微硬度计表征了膜层的厚度及硬度,并通过电子拉伸试验对比了两种阳极的极限抗拉强度.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、循环伏安法、阳极极化和交流阻抗法等技术手段研究了Al棒Pb-0.2% Ag与Pb-0.2% Ag阳极表面氧化膜层的物相、形貌以及电化学性能.结果表明:Al棒Pb-0.2% Ag阳极相比Pb-0.2% Ag阳极表面易生成致密较厚的氧化膜层,且膜层硬度提升了41.64%,其氧化膜层主要物相均为电催化活性良好的β-PbO₂.新型阳极的极限抗拉强度是传统阳极的1.3倍,大大改善了阳极材料的机械性能.阳极极化曲线数据显示Al棒Pb-0.2% Ag/PbO₂阳极在电积锌体系中具有较低的析氧电位(1.35 V vs MSE,500 A·m-2)和较高的交换电流密度(7.079×10-5 A·m-2).循环伏安曲线和交流阻抗数据显示Al棒Pb-0.2% Ag/PbO₂阳极具有较高的电催化活性、较大的表面粗糙度和较小的电荷传质电阻.在电积锌实验中,栅栏型Al棒Pb-0.2% Ag/PbO₂阳极相比传统Pb-0.2% Ag阳极平均槽电压下降了75 mV,而且大大减少了阳极泥的产生.      

Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层的腐蚀形貌研究

在四种腐蚀溶液中对Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层进行浸泡试验,利用光学显微镜对镀层腐蚀后的表面形貌进行了分析。9天的浸泡试验结果表明,经400℃热处理的镀层在各种腐蚀介质中腐蚀后的表面形貌变化比镀态镀层小;镀层在HCl溶液中的腐蚀属于点蚀,在H2SO4、H3PO4和FeCl3溶液中的腐蚀属于缝隙腐蚀。     

脉冲电沉积参数对Ti/Pb-WC-PAN复合电极析氧动力学行为及性能的影响

采用脉冲电沉积法制备了钛基铅-碳化钨-聚苯胺(Ti/Pb-WC-PAN)复合镀层,研究了工艺条件及固体颗粒的添加量对Ti/Pb-WC-PAN复合镀层析氧动力学参数及外观、结合力、沉积速率的影响,确定了最佳工艺条件为:聚苯胺15 g/L,碳化钨30g/L,脉冲导通时间0.3 ms,脉冲周期1.5 ms,平均电流密度3 A/dm2,温度25℃.与纯铅相比,在此条件下制备的复合电极其析氧电位明显降低约300 mV,电催化活性高.     

铜基上化学镀锡

研究了化学镀锡工艺,结果表明,随着镀液温度的升高,化学镀锡的沉积速率提高,当温度达到８０℃时,沉积速率最高;若继续升高镀液温度,沉积速率却降低。此外,化学镀锡的沉积速率随化学镀时间的延长而增加。镀液稳定可靠,采用本工艺可得可光亮的锡镀层。