CN102140670A - 涂层导体用合金基带的连续电解抛光装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涂层导体用合金基带的连续电解抛光装置，该装置包括顺序设置的左右两侧均开有通孔的阳极槽一、电解槽和阳极槽二，以及相配合使用且将待处理的合金基带绷紧后通过所述通孔从阳极槽一、电解槽和阳极槽二内部连续拉过的放带盘和收带盘，还包括通过循环泵分别与阳极槽一、电解槽和阳极槽二相连通的储液箱一、储液箱二和储液箱三。本发明还公开了采用该装置进行涂层导体用合金基带的连续电解抛光的方法。本发明的装置结构简单，设计合理，制造成本低，能够实现百米级合金基带的连续电解抛光。采用本发明的方法进行电解抛光处理，抛光后的合金基带的均方根粗糙度低于5nm。

Description

涂层导体用合金基带的连续电解抛光装置及方法

技术领域

本发明属于电解抛光技术领域，具体涉及一种涂层导体用合金基带的连续电解抛光装置及方法。

背景技术

第二代高温超导带材即涂层导体，以其77K下优越的高场性能引起了材料科学界广泛的兴趣。涂层导体是由合金基带/缓冲层/超导层/保护层组成的多层结构，合金基带是涂层导体载体，在超导带材中主要作用是外延生长过渡层和超导层，合金基带的表面质量对外延生长缓冲层和超导层的性能有着重要的影响；涂层导体对合金基带的要求表面粗糙度小于5nm。因此，基带的表面抛光技术是获得高性能涂层导体的关键技术之一。

目前的抛光技术中机械抛光由于其容易产生表面应力，破坏基带的立方织构，不适合涂层导体用合金基带的表面抛光。电解抛光不会产生表面应力，效果较好，在连续电解抛光过程中，通常采用电刷或导电轮等物理接触的传导方式，这样很容易在合金基带表面产生划痕，不利于获得高表面质量的基带。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种能够实现百米级涂层导体用合金基带的连续电解抛光的装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种涂层导体用合金基带的连续电解抛光装置，其特征在于，该装置包括顺序设置的左右两侧均开有通孔的阳极槽一、电解槽和阳极槽二，以及相配合使用且将待处理的合金基带绷紧后通过所述通孔从阳极槽一、电解槽和阳极槽二内部连续拉过的放带盘和收带盘，还包括通过循环泵分别与阳极槽一、电解槽和阳极槽二相连通的储液箱一、储液箱二和储液箱三；所述阳极槽一和阳极槽二内前后对称安装有与直流电源相接的阳极板，电解槽内前后对称安装有与直流电源相接的阴极板；所述收带盘通过与其连接的步进电机驱动合金基带的运行；阳极槽一和阳极槽二通过电解液传导使合金基带表面电荷均匀分布，合金基带通过电解槽时作为阳极进行电解。

本发明还提供了一种涂层导体用合金基带的连续电解抛光方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将清洗干净的待处理合金基带连续缠绕在放带盘上，再将待处理合金基带的外端头从阳极槽一左侧通孔穿入且经阳极槽一、电解槽和阳极槽二内部后，从阳极槽二右侧通孔拉出并缠绕在收带盘上；

步骤二、在储液箱一、储液箱二和储液箱三中均加入电解液，然后打开循环泵，使电解液循环通入阳极槽一、电解槽和阳极槽二，并使阳极槽一、电解槽和阳极槽二中的电解液没过合金基带；所述电解液为硫酸；

步骤三、开启步进电机驱动合金基带匀速运动，同时打开直流电源，在电流密度为60A/dm²～110A/dm²的条件下进行连续电解抛光。

上述步骤二中所述硫酸的质量浓度为65％。

上述步骤三中所述合金基带在电解槽中的电解抛光时间为20s～60s。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的装置结构简单，设计合理，制造成本低，能够实现百米级合金基带的连续电解抛光。

2、本发明的电解抛光方法简单，适宜于批量化的抛光生产，通过不同电解液的选择也可实现对其他金属带材、线材的连续电解抛光，具有良好的工程实用价值。

3、本发明的电解抛光方法，阳极的传导方式为电解液传导，能够避免采用电刷或导电轮等接触方式传导对基带表面的刮伤。

4、采用本发明的装置和方法进行电解抛光处理，抛光后的合金基带的均方根粗糙度低于5nm。

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明涂层导体用合金基带的连续电解抛光装置的结构示意图。

图2为本发明涂层导体用合金基带的连续电解抛光装置的电极分布示意图。

附图标记说明：

1-阳极槽一；    2-电解槽；     3-阳极槽二；

4-合金基带；    5-放带盘；     6-收带盘；

7-储液箱一；    8-储液箱二；   9-储液箱三；

10-循环泵；     11-阳极板；    12-阴极板。

具体实施方式

如图1和图2所示的一种涂层导体用合金基带的连续电解抛光装置，该装置包括顺序设置的左右两侧均开有通孔的阳极槽一1、电解槽2和阳极槽二3，以及相配合使用且将待处理的合金基带4绷紧后通过所述通孔从阳极槽一1、电解槽2和阳极槽二3内部连续拉过的放带盘5和收带盘6，还包括通过循环泵10分别与阳极槽一1、电解槽2和阳极槽二3相连通的储液箱一7、储液箱二8和储液箱三9；所述阳极槽一1和阳极槽二3内前后对称安装有与直流电源相接的阳极板11，电解槽2内前后对称安装有与直流电源相接的阴极板12；所述收带盘6通过与其连接的步进电机驱动合金基带4的运行；阳极槽一1和阳极槽二3通过电解液传导使合金基带4表面电荷均匀分布，合金基带4通过电解槽2时作为阳极进行电解。

本实施例中所述阴极板为不锈钢板，阳极板为镍板。

本发明涂层导体用合金基带的连续电解抛光方法通过以下实施例进行描述：

实施例1

步骤一、将清洗干净的待处理合金基带4连续缠绕在放带盘5上，再将待处理合金基带4的外端头从阳极槽一1左侧通孔穿入且经阳极槽一1、电解槽2和阳极槽二3内部后，从阳极槽二3右侧通孔拉出并缠绕在收带盘6上；

步骤二、在储液箱一7、储液箱二8和储液箱三9中均加入电解液，然后打开循环泵10，使电解液循环通入阳极槽一1、电解槽2和阳极槽二3，并使阳极槽一1、电解槽2和阳极槽二3中的电解液没过合金基带4；所述电解液为质量浓度为65％硫酸；

步骤三、开启步进电机，通过收带盘6和放带盘5的配合驱动合金基带4匀速运动，同时打开直流电源，在电流密度为60A/dm²的条件下进行连续电解抛光，合金基带4在电解槽2中的电解抛光时间为60s(合金基带上每一点从进入电解槽开始到离开电解槽的时间为60s)。

本实施例可实现百米级合金基带的连续电解抛光，电解抛光后的合金基带在5μm×5μm范围内的均方根粗糙度为4.2nm。

实施例2

本实施例与实施例1方法相同，其中不同之处在于：所述电解抛光的电流密度为80A/dm²，合金基带4在电解槽2中的电解抛光时间为40s。

本实施例可实现百米级合金基带的连续电解抛光，电解抛光后的合金基带在5μm×5μm范围内的均方根粗糙度为3.5nm。

实施例3

本实施例与实施例1方法相同，其中不同之处在于：所述电解抛光的电流密度为110A/dm²，合金基带4在电解槽2中的电解抛光时间为20s。

本实施例可实现百米级合金基带的连续电解抛光，电解抛光后的合金基带在5μm×5μm范围内的均方根粗糙度为2.2nm。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种涂层导体用合金基带的连续电解抛光装置，其特征在于，该装置包括顺序设置的左右两侧均开有通孔的阳极槽一(1)、电解槽(2)和阳极槽二(3)，以及相配合使用且将待处理的合金基带(4)绷紧后通过所述通孔从阳极槽一(1)、电解槽(2)和阳极槽二(3)内部连续拉过的放带盘(5)和收带盘(6)，还包括通过循环泵(10)分别与阳极槽一(1)、电解槽(2)和阳极槽二(3)相连通的储液箱一(7)、储液箱二(8)和储液箱三(9)；所述阳极槽一(1)和阳极槽二(3)内前后对称安装有与直流电源相接的阳极板(11)，电解槽(2)内前后对称安装有与直流电源相接的阴极板(12)；所述收带盘(6)通过与其连接的步进电机驱动合金基带(4)的运行。

2.一种利用如权利要求1所述装置进行涂层导体用合金基带的连续电解抛光方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将清洗干净的待处理合金基带(4)连续缠绕在放带盘(5)上，再将待处理合金基带(4)的外端头从阳极槽一(1)左侧通孔穿入且经阳极槽一(1)、电解槽(2)和阳极槽二(3)内部后，从阳极槽二(3)右侧通孔拉出并缠绕在收带盘(6)上；

步骤二、在储液箱一(7)、储液箱二(8)和储液箱三(9)中均加入电解液，然后打开循环泵(10)，使电解液循环通入阳极槽一(1)、电解槽(2)和阳极槽二(3)，并使阳极槽一(1)、电解槽(2)和阳极槽二(3)中的电解液没过合金基带(4)；所述电解液为硫酸；

步骤三、开启步进电机驱动合金基带(4)匀速运动，同时打开直流电源，在电流密度为60A/dm²～110A/dm²的条件下进行连续电解抛光。

3.根据权利要求2所述的涂层导体用合金基带的连续电解抛光方法，其特征在于，步骤二中所述硫酸的质量浓度为65％。

4.根据权利要求2所述的涂层导体用合金基带的连续电解抛光方法，其特征在于，步骤三中所述合金基带(4)在电解槽(2)中的电解抛光时间为20s～60s。

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