CN103029370B - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103029370B CN103029370B CN201210556119.8A CN201210556119A CN103029370B CN 103029370 B CN103029370 B CN 103029370B CN 201210556119 A CN201210556119 A CN 201210556119A CN 103029370 B CN103029370 B CN 103029370B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal molybdenum
- iron
- tungsten
- plating
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明公开了一种铁基、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。
Description
技术领域
本发明涉及表面工程，具体是一种铁基、纯铜过渡层和表面纯金属钼（或者金属钨）涂层的电极材料及制备方法。
背景技术
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。
发明内容
本发明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钼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。
实现本发明目的的技术方案是：
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，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钼（或者金属钨），以形成一种铁基、铜过渡层和表面金属钼（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钼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<1μm；
（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1~10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钼或金属钨涂层即成。
步骤（1）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1~30Pa，用-500~-1000V的偏压清洗不锈钢10~50min；沉积温度：室温~500°C，沉积气压为0.5~10Pa，沉积偏压为-100~-300V，沉积时间为30~90min。
本发明的优点是：本发明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。
具体实施方式
以下通过具体的实例来进一步说明本发明。
实施例1：
试样基材为4Cr13马氏体不锈钢，尺寸50mm×20mm×3mm(长×宽×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=0.8μm。
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、1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1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11V、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钼涂层，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5Pa，用-700V的偏压清洗试样20min；清洗完之后，基体温度升至200°C，工作气压0.8Pa，偏压-200V，靶材弧电流70A，工作气体为高纯氩，工作时间为60min。结束之后随炉冷却，试样表面即可获得面致密的金属钼涂层。
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。
Claims (6)
1.一种铁基、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。
2.一种铁基、纯铜过渡层和表面纯金属钼或金属钨涂层的电极材料的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
（1）以电极基体材料进行表面处理，使材料的表面粗糙度Ra<1μm；
（2）清洗材料表面：用活化液、腐蚀液、净化液、清洗液依次清洗表面，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1~10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钼或金属钨涂层即成。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是：步骤（1）所述电极基体材料为碳钢或不锈钢。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是：步骤（3）所述电镀的工作电压为5~36V，时间为1~10分钟。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是：步骤（5）所述溅射镀为离子镀。
6.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征是：所述溅射镀的工艺参数为：真空度为10-4~10-3Pa，通入工作气体氩气至1~30Pa，用-500~-1000V的偏压清洗不锈钢10~50min；沉积温度：室温~500°C，沉积气压为0.5~10Pa，沉积偏压为-100~-300V，沉积时间为30~90min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210556119.8A CN103029370B (zh) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210556119.8A CN103029370B (zh) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103029370A CN103029370A (zh) | 2013-04-10 |
| CN103029370B true CN103029370B (zh) | 2015-12-09 |
Family
ID=48017005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210556119.8A Expired - Fee Related CN103029370B (zh) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103029370B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103774141A (zh) * | 2013-10-17 | 2014-05-07 | 厦门虹鹭钨钼工业有限公司 | 一种面对等离子体的钨涂层部件的制备方法 |
| CN103643203B (zh) * | 2013-11-15 | 2016-04-27 | 桂林电子科技大学 | 一种在铁基led引线支架表面沉积铜+钨复合涂层的工艺 |
| CN104112562B (zh) * | 2014-02-28 | 2017-05-10 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 具有高膜基结合力的Sm‑Co基永磁薄膜及其制备方法 |
| CN109972096B (zh) * | 2017-12-28 | 2021-04-13 | 核工业西南物理研究院 | 一种在料舟表面沉积金属涂层的方法 |
| CN110010403A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-07-12 | 常州大学 | 一种基于镓基液态金属的玻璃倾斜开关及制备方法 |
| CN110257679B (zh) * | 2019-07-31 | 2020-12-18 | 安徽工业大学 | 一种钼基合金涂层的制备方法 |
| CN111876740A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-03 | 合肥工业大学 | 一种在低活化钢表面制备抗辐照钨/铜涂层的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4459189A (en) * | 1982-02-18 | 1984-07-10 | Vance Christopher J | Electrode coated with lead or a lead alloy and method of use |
| CN101997107A (zh) * | 2009-08-11 | 2011-03-30 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种镁电池用镁电极及其制备方法 |
-
2012
- 2012-12-20 CN CN201210556119.8A patent/CN103029370B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4459189A (en) * | 1982-02-18 | 1984-07-10 | Vance Christopher J | Electrode coated with lead or a lead alloy and method of use |
| CN101997107A (zh) * | 2009-08-11 | 2011-03-30 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种镁电池用镁电极及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103029370A (zh) | 2013-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103029370B (zh) | 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 | |
| CN103046073B (zh) | 一种铁基、铜过渡层和表面氮化物涂层的新型复合电极材料及制备方法 | |
| CN103233227B (zh) | 一种具有导电性能的复合陶瓷层的制备方法 | |
| Lu et al. | The effect of formic acid concentration on the conductivity and corrosion resistance of chromium carbide coatings electroplated with trivalent chromium | |
| CN104164690B (zh) | 阴极等离子电解大面积沉积涂层和表面改性的方法 | |
| CN102242374A (zh) | 钛基掺硼金刚石涂层电极的制备方法 | |
| CN105839127B (zh) | 金属工件表面碳基薄膜的褪镀方法 | |
| CN100460555C (zh) | 一种电弧离子镀低温沉积高质量装饰薄膜的设备和方法 | |
| CN105331941B (zh) | 一种在铜、铜合金、锌和锌合金表面微弧氧化方法 | |
| CN104726873B (zh) | 一种石油管道表面的防腐绝缘耐磨处理方法 | |
| CN107338409B (zh) | 可调控磁场电弧离子镀制备氮基硬质涂层的工艺方法 | |
| CN111424300A (zh) | 一种提升混凝土抗微生物腐蚀性能的方法 | |
| CN108546917A (zh) | 一种铝合金的表面处理方法 | |
| CN114214658A (zh) | 一种用于水电解金属双极板的复合涂层及其制备方法 | |
| CN109534460B (zh) | 一种钛电极及其制备方法与应用 | |
| CN103628060B (zh) | 一种表面渗钼+沉积氮化钛的新型电极材料及其制备方法 | |
| CN106929799A (zh) | 耐高温防护涂层及其制备方法与应用 | |
| CN102534532A (zh) | 一种钢质零件及其复合表面处理方法 | |
| CN108598497B (zh) | 一种用于燃料电池金属极板的纳米金属层及制备方法 | |
| CN105316741B (zh) | 一种采用阶梯电流对铝合金进行表面微弧氧化处理的方法 | |
| CN107675136B (zh) | 一种工件表面pvd镀膜的方法 | |
| CN101469436A (zh) | 在环保型三价铬镀液中制备铬基复合镀层的方法 | |
| CN103659954B (zh) | 一种耐磨钢模板及制备方法 | |
| CN101377000A (zh) | 微弧氧化工件的电泳涂装方法 | |
| CN109137043A (zh) | 一种钛及钛合金微弧氧化涂层生产工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151209 Termination date: 20211220 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |