CN108796591B - 电极构造体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电极构造体。在电极板(2)和供给体(3)的连接部以外的部分之间设置有间隙(C1)，电解液能够在该间隙(C1)里流动，从而做到了既能够从表面背面两个面对电极板(2)进行冷却，又能够对连接部(4)进行冷却。通过减少电极构造体本身温度上升所造成的影响来抑制电极构造体劣化，进而延长该电极构造体作电极用时电极的寿命。

Description

电极构造体

技术领域

本发明涉及一种电极构造体。

背景技术

到目前为止，在进行高速镀锌等高速电解电镀、电解时采取以下做法：将电极板分成几段即分段化后，再将它们分别固定到多个支撑板(供电体)中对应的一个支撑体上而构成电极构造体，使用这样的电极构造体，在发生接触等事故的情况下进行局部补修即可。每段电极板通过连接部连接在供电体上，但如果在电解时让例如电流密度100A/dm²～300A/dm²这样的大电流流过的话，相对较大的电流就会流过上述连接部。在该情况下，如果连接部的电阻较高，发热量就会过大，而有可能成为电极板甚至电极构造体劣化的原因。

例如，专利文献1中公开了以下技术：在电极板和供电体的连接部处夹上铅板。通过夹上铅板，电极板和供电体之间的接触就会更加紧密，从而能够防止电阻增大，抑制发热。

专利文献1：日本公开专利公报特开平7-331495号公报

发明内容

－发明要解决的技术问题－

然而，虽然专利文献1中的电极构造体在干燥状态下使用时能够有效地发挥作用，但是在将它浸渍于硫酸溶液那样的溶液中的情况下会有以下问题：生成绝缘性硫酸铅；局部铅会由于通电而对电解做贡献，导致铅本身消耗。

于是，在本发明中，通过减少电极构造体本身温度上升所造成的影响来抑制电极构造体劣化，进而延长电极构造体作电极用时电极的寿命。

－用以解决技术问题的技术方案－

为达成上述目的，本发明在电极板和供电体的连接部以外的部分之间设置有间隙，电解液能够在该间隙里流动，借助电解液在该间隙里流动而能够从表面背面两个面对电极板进行冷却，并且能够对连接部进行冷却。

也就是说，这里所公开的电极构造体包括以钛或钛合金为基材的电极板和支撑所述电极板的供电体，所述电极板和所述供电体通过连接部紧密固定在一起，在所述电极板和所述供电体之间设置有间隙，以便当将该电极构造体浸渍于电解液时，该电解液能够在所述电极板和所述供电体的所述连接部以外的部分之间流动，所述电极板和所述供电体之间的所述间隙在1mm以上20mm以下。

本申请发明人发现：在例如高速镀锌生产线上，如图12所示，当电解液的温度即电解温度超过60℃而上升时，电极板的电极寿命就会下降，70℃以上时，电极寿命就会下降到一半以下。电解时，电极构造体的温度主要由于发热而上升，该发热起因于进行电极板的电极表面上的电极反应所产生的过电压；电极板、供电体以及连接它们的连接部的电阻。虽然在高速镀锌生产线上电解液的温度通常保持在60℃左右不变，但是电极构造体本身的温度可能由于电极构造体的发热量增大而升高，而高于电解液的温度即60℃左右，因此可能加剧电极构造体的劣化。

根据上述构成方式，在电极板－供电体的连接部以外的部分之间设置有间隙，电解液能够在该间隙里流动，故当将电极构造体浸渍于电解液时，电解液会流入电极板－供电体之间，而在电极板－供电体之间的空间内产生电解液的流动。这样一来，因为利用电解液从表面背面两个面对电极板本身进行冷却，所以能够增加电极板本身的冷却面积。由于在电极板－供电体之间的空间内产生电解液的流动，因此电解液会在连接部周围流动，发热量较高的连接部也会被冷却。进而也会促进供电体的冷却。这样一来，就能够防止电极板过热且让电极板的温度下降到与电解液的温度差不多，进而能够延长电极构造体作电极用时电极的寿命。

需要说明的是，间隙的大小根据连接部的长度进行调节，但连接部的长度越长，连接部的电阻就越大，发热量就会上升。通过让间隙的大小在上述范围内，既能够抑制连接部的电阻上升，抑制发热量，又能够确保流入电极板－供电体之间的电解液的量，对电极板和连接部进行充分的冷却。

在优选的方面中，所述电极板由分割为多段而形成的多个分段电极板构成，在相邻的所述分段电极板之间设置有1mm以上3mm以下的间距。

根据本构成方式，通过在相邻的分段电极板之间设置间距，也会在分段电极板之间产生电解液的流动。这样一来，就能够促进电极板、连接部的冷却，防止电极板过热，有效地延长电极寿命。

在优选的方面中，所述电极板由分割为多段而形成的多个分段电极板构成，所述连接部包括凸状部和安装部件，所述凸状部设置在所述分段电极板和所述供电体中的至少一部件上，在所述凸状部用所述安装部件安装固定所述电极板和所述供电体。

根据本构成方式，通过将电极板分割为多段，电极板的修理、更换等保修性就会提高。通过使连接部为凸状部，流入电极板－供电体之间的电解液就会在连接部周围流动，从而能够对连接部进行有效的冷却。

优选，所述安装部件是螺栓。这样一来，就能够可靠地将电极板和供电体紧密固定在一起。

优选，在以额定电流经所述供电体对所述电极板通电时，所述连接部的电流密度在0.3A/mm²以上1.0A/mm²以下。这样一来，既能够确保电解所需要的电流量，又能够防止连接部的发热量伴随着通电而过大。

需要说明的是，在优选的方面中，所述连接部的垂直于通电方向的断面形状保证：在将所述电极板安装固定到所述供电体上的状态下将该电极构造体浸渍于所述电解液时，通过所述间隙的电解液以层流流动。这样一来，因为连接部周围的电解液不会产生紊流，所以会促进电解液在连接部周围的流动，从而能够获得较高的冷却效果。

优选，所述电极板和所述供电体在所述连接部处的接触面由铂族金属覆盖。根据本构成方式，能够减小接触面的电阻，从而能够减少连接部的发热量。

在优选的方面中，所述电极板和所述供电体在所述连接部处通过垫圈接合。根据本构成方式，在电极板和供电体的接触面夹着由金属制成且具有耐腐蚀性的垫圈，就能够提高连接部的强度。

优选，所述垫圈由钽形成，该垫圈的表面由铂覆盖。根据本构成方式，能够抑制电极板和垫圈的接触面、供电体和垫圈的接触面上的发热。

这些电极构造体非常适合作电解电镀的阳极使用。

－发明的效果－

如上所述，根据本发明，设置有间隙而能够让电解液在电极板－供电体的连接部以外的部分之间流动，故当将电极构造体浸渍于电解液时，电解液会流入电极板－供电体之间，而在电极板－供电体之间的空间内产生电解液的流动。这样一来，因为利用电解液从表面背面两个面对电极板本身进行冷却，所以能够增加电极板本身的冷却面积。由于在电极板－供电体之间的空间内产生电解液的流动，因此电解液会在连接部周围流动，发热量较高的连接部也会被冷却。进而，也会促进供电体的冷却。这样一来，就能够防止电极板过热且让电极板的温度下降到与电解液的温度差不多，进而能够延长电极构造体作电极用时电极的寿命。

附图说明

图1是第一实施方式所涉及的电极构造体的俯视图。

图2是沿图1中的电极构造体的线II－II剖开的纵剖视图。

图3是在图1所示的电极构造体中从电极背面一侧看到的分段电极板的图，示出电解液在连接部周围的流动情况。

图4是示出第二实施方式所涉及的电极构造体之一例中分段电极板和供电体的连接部的纵剖视图。

图5是第二实施方式所涉及的电极构造体之一例的相当于图4的图。

图6是第三实施方式所涉及的电极构造体的相当于图4的图。

图7是用于电极表面温度测量试验2的电极构造体的俯视图。

图8是沿图7中的电极构造体的线VIII－VIII剖开的纵剖视图。

图9是用于电极表面温度测量试验3的电极构造体的俯视图。

图10是沿着图9中的电极构造体的线X－X剖开的纵剖视图。

图11是曲线图，示出电极表面温度测定试验3中的电极板－供电体之间的距离与电极表面温度二者间的关系。

图12是曲线图，示出电解温度和电极寿命二者间的关系。

－符号说明－

1-电极构造体；2-电极板；21-分段电极板；21A-电极表面；21B-电极背面；3-供电体；3A-供电体表面；3B-供电体背面；4-连接部；41A-电极板凸缘部(凸状部)；41B-供电体凸缘部(凸状部)；42-螺栓插孔；43-螺栓(安装部件)；44-电极板侧接触面(接触面)；45-供电体侧接触面(接触面)；46-螺栓孔；48-垫圈；C1-间隙；C2-间距；C21-第一间距；C22-第二间距。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的实施方式做详细的说明。需要说明的是，以下优选实施方式仅为从本质上说明本发明的示例而已，并没有限制本发明、其应用对象或其用途的意图。

(第一实施方式)

<电极构造体及其制造方法>

如图1和图2所示，第一实施方式所涉及的电极构造体1包括电极板2和支撑该电极板2的供电体3。

在进行高速电解镀锌、镉、锡等情况下，电极构造体1作阳极用。需要说明的是，电极构造体1并不限于高速电解电镀，还能够作其它电解时的电极用，作对溶液中的箔等供电的供电体用，作表面氧化处理等时的阴极等使用。

电极板2具有以下作用：电供来后，促进在电极表面21A进行电解反应。由分割为多段而形成的多个分段电极板21集合起来而构成电极板2。电极板2分割不分割都可以，但是从修理、更换等保修性的观点出发，理想做法是，电极板2由分割而形成的多个分段电极板集合而成，且可装卸地安装固定在供电体3上。电极板2的电极表面的表面积、分段电极板21的大小、形状、厚度、张数等能够根据电极构造体1的使用用途适当地进行变更，无特别限定。

分段电极板21包括基材和电极表面21A。在该基材的一个面上由电极物质形成电极薄膜，由该电极薄膜形成该电极表面21A。基材是耐腐蚀性在用强酸性溶液作电解液的情况下也很优良的钛或钛合金。钛例如能使用日本工业标准JIS1种、2种，钛合金例如能够使用Ti/Pd合金等。电极的物质无特别限定，但从促进电极表面21A上的反应的观点出发，例如有Ir/Ta氧化物、Pt、Pt/Ir合金、Pt/Ir氧化物等。电极薄膜的形成方法无特别限定，能够通过蒸镀、电镀、热分解、CVD等形成。

供电体3对电极板2进行支撑，并且通过连接在供电体3背面的供电电缆向电极板2供电。能够适当地采用一般使用的材质作为供电体3的材质，但是至少其表面与电解液接触的部分是相对于电解液具有耐腐蚀性的金属。金属例如有钛、钛合金、锆、铌、钽。优选金属为钛或钛合金。具体而言，能够使用与电极板2的基材一样的钛或钛合金。供电体3的大小、形状、厚度、张数等能够根据电极构造体1的使用用途适当地进行变更，无特别限定，能够让供电体3是一张板，还能够让多个包括多个分段电极板21的供电体3排列起来而构成电极构造体1。

分段电极板21和供电体3通过连接部4紧密固定在一起。

连接部4具有以下作用：将已供到供电体3的电供向分段电极板21。如图2所示，连接部4具有：形成在分段电极板21上的电极板凸缘部41A(凸状部)、在电极板凸缘部41A将分段电极板21和供电体3安装固定在一起的螺栓43(安装部件)。

在电极板凸缘部41A的中央位置附近，形成有用于让螺栓43穿过的螺栓插孔42。分段电极板21和供电体3通过电极板侧接触面44(接触面)和供电体侧接触面45(接触面)彼此保持接触。

从减小电阻的观点出发，电极板侧接触面44和供电体侧接触面45(以下，有时称为“接触面44、45”)要用抛光机进行过机械加工。理想状况是，接触面44、45中的至少一个接触面由Pt、Pd等铂族金属覆盖，更优选该两个接触面都由Pt、Pd等铂族金属覆盖。根据本构成方式，能够减小接触面44、45的电阻，从而能够减少通电时连接部4的发热量。需要说明的是，分段电极板21的电极背面21B和供电体3的供电体表面3A经不经过机械加工都可以。

在供电体侧接触面45的中央位置附近，即接触面44、45彼此接触时与螺栓插孔42相对应的位置处形成有螺栓孔46。

通过将插入螺栓插孔42内的螺栓43插入形成在供电体3上的螺栓孔46内，而将分段电极板21和供电体3安装固定在一起。此时，多个分段电极板21安装在供电体3上，且保证所述电极表面21A相对于供电体3都位于同一高度。

将分段电极板21安装固定到供电体3上的方法无特别限定，一般的方法都可以采用，但是从将分段电极板21和供电体3可靠地紧密固定在一起的观点出发，优选采用螺栓固定。本说明书中，“螺栓固定”包括用螺栓43从电极表面21A一侧固定到供电体3上的结构，如图2所示。除此以外，还包括用螺栓从供电体3一侧固定到分段电极板21上的结构。例如，还可以将双头螺栓安装在分段电极板21上或者供电体3上，并固定到供电体3或者分段电极板21上的结构。这些统称为“螺栓固定”。

螺栓43的材质为相对于电解液具有耐腐蚀性的金属，优选钛或钛合金。具体而言，能够使用与电极板2的基材一样的钛或钛合金。

从抑制连接部4的发热量并且促进用电解液进行冷却的观点出发，理想状况是连接部4较细，另一方面，从电流密度的观点出发，理想状况是连接部4较粗。连接部4的直径随着所施加的电流值而变化，例如当以额定电流(电流密度约100A/dm²～约500A/dm²)通电时，从既确保提供给分段电极板21足够多的供电量，又抑制连接部4的发热量的观点出发，连接部4的直径大小要保证连接部4的电流密度优选在0.3A/mm²以上1.0A/mm²以下，更优选在0.55A/mm²以上0.75A/mm²以下。

这里，本实施方式所涉及的电极构造体1的特征在于：在分段电极板21和供电体3之间形成有间隙C1。由于间隙C1之存在，当将电极构造体1浸渍于电解液时，电解液能够在分段电极板21和供电体3的连接部4以外的部分之间流动，如图2和图3中箭头方向所示，在分段电极板21－供电体3之间和连接部4周围产生电解液的流动。这样一来，因为利用电解液从表面背面两个面对分段电极板21本身进行冷却，所以能够增大分段电极板21的冷却面积。由于在连接部4周围产生电解液的流动，因此发热量较大的连接部4也被冷却。这样一来，就能够防止分段电极板21过热且让分段电极板21的电极表面温度，甚至整个电极板2的电极表面温度下降到与电解液的温度差不多，从而能够延长电极构造体1作电极用时电极的寿命。需要说明的是，例如专利文献1中所记载的现有技术中的电极构造体从防止电解液侵入的观点出发，在电极板电－供电体的连接部以外的部分之间没有设置间隙，或者即使设置了间隙，间隙也很微小，通常仅在0.5mm以下。微小的间隙是为了防止电解液中的杂质等夹在电极板－供电体之间的间隙内，导致电极由于短路等而损坏。在这样微小的间隙下，即使电解液浸入，其侵入量也不足以产生电解液的流动。

分段电极板21和供电体3之间的间隙C1优选在1mm以上20mm以下。如果间隙C1小于1mm，电解液就难以顺畅地流动，而可能导致冷却效果较小。如果间隙C1超过20mm，连接部4的电阻就会由于连接部4的长度加长而增大，连接部4的发热量就有可能过度上升。需要说明的是，从使设置电极构造体1的电解槽等装置紧凑化的观点出发，更优选的是间隙C1的大小在3mm以上10mm以下。

可以布置成相邻的分段电极板21彼此保持接触，但是还可以如图1和图2所示，除了分段电极板21和供电体3之间的间隙C1以外，还在相邻的分段电极板21之间设置间距C2。通过设置间距C2，就能够如图1中箭头方向所示，也在分段电极板21之间产生电解液的流动。这样一来，就能够促进电极板2、连接部4的冷却，防止电极板2过热，有效地延长电极寿命。能够使间距C2的大小优选在1mm以上3mm以下。如图1所示，间距C2分为第一间距C21和第二间距C22。理想做法是，设置间距C2中第一间距C21和第二间距C22的至少一间距。例如，在对金属板材进行电镀，电极构造体1作阳极用的情况下，在与待镀工件即金属板材的流动方向垂直的方向上设置1mm以上3mm以下的间距C2，由此电解液的流动范围扩大，冷却效果提高。虽然可以在与待镀工件即金属板材的流动方向平行的方向上形成间隙，但待镀钢板上的镀层厚度有可能不均匀。因此，理想做法是考虑着电极板间的布置状况设置间距C2。

需要说明的是，连接部4的形状无特别限定，但是连接部4的发热量大，连接部4的冷却更加重要，故重要的是将足够多的电解液供到连接部4周围，而且尽可能让电解液快速流动。因此，理想状况是电解液在连接部4周围进行层流，故理想状况是角部、变形部在连接部4最小。也就是说，如图3所示，连接部4的与通电方向垂直的断面形状为没有角的圆形或椭圆形等。也就是说，理想状况是连接部4呈圆柱状或楕圆柱状。这样一来，在连接部4周围就不会产生电解液的紊流，而会产生电解液的层流，促进电解液在连接部4周围的流动，从而能够获得较高的冷却效果。

需要说明的是，从延长电极寿命的观点出发，电极构造体1作电极用时，电极表面温度与电解液的温度之差优选小于6℃，更优选在5.5℃以内，特别优选在5℃以内。

<电解槽和电解条件>

在用电极构造体1作电镀的阳极的情况下，以电极构造体1作阳极，以待镀工件(未图示)作阴极，并将它们放在电解槽(未图示)内。待镀工件例如为铁、钢板、铜、镍等导电性金属线圈、金属板、金属线等。阴、阳极之间的距离能够根据电镀条件适当地进行变更，例如能够使阴、阳极之间的距离为10mm～50mm。需要说明的是，将供电电缆(未图示)安装在供电体背面3B。能够采用一般使用的电解液的条件作为电解液的种类、浓度、量等条件，但能够根据电极构造体1的使用用途适当地进行变更。需要说明的是，例如通过让电解液在电解槽与设置在电解槽外的加热装置之间循环，就能够将电解液的温度保持在所需要的温度上。例如在进行高速镀锌的情况下，能够保持在约60℃上。电解条件能够根据电极构造体1的使用用途适当地进行变更。例如，能够使高速镀锌的电解条件为电流密度100A/dm²～500A/dm²。

<电极寿命>

与使用没设置间隙C1的电极构造体1的情况相比，在用本实施方式所涉及的电极构造体1作电解电镀的阳极的情况下，能够使电极寿命达到1.5倍以上，能够使电极寿命更优选达到2倍以上。

(第二实施方式)

下面，对本发明所涉及的其它实施方式进行详细的说明。需要说明的是，说明这些实施方式时，用同一符号表示与第一实施方式相同的部分，省略详细说明。

在第一实施方式中，如图2所示，将电极板凸缘部41A设置在分段电极板21一侧，但还可以如图4所示，将供电体凸缘部41B设置在供电体3一侧；又可以如图5所示，将电极板凸缘部41A设置在分段电极板21上，同时，将供电体凸缘部41B设置在供电体3上。在图4、图5所示的任一结构下，分段电极板21和供电体3都在接触面44、45上保持接触。

(第三实施方式)

第一、第二实施方式中，都是分段电极板21和供电体3在接触面44、45彼此保持接触，但是从提高连接部4的强度的观点出发，可以如图6所示，将垫圈48放在电极板侧接触面44和供电体侧接触面45之间，利用该垫圈48将电极板侧接触面44和供电体侧接触面45接合起来。在该情况下，因为接触面44、45分别与垫圈48的表面保持接触，所以接触面增加。为了抑制在这些接触面上的发热，理想做法是使用在用螺栓进行固定时表面发生微小变形的垫圈。例如，具有钽一样的柔软度且具有耐腐蚀性的金属垫圈48。具体而言，例如能够用Ta、Ta/Nb合金、铂、钯、金等铂族金属形成垫圈48。理想做法是对垫圈48的表面进行例如形成铂薄膜等的持续通电处理。

【实施例】

接下来，对具体进行的实施例做说明。

(电极表面温度测量试验1)

(实施例1)

在长200mm×宽200mm、厚度15mm的钛板的一个面上，由Ir/Ta氧化物形成厚度约20μm的电极薄膜，并以该薄膜作电极的表面，即形成电极板2。供电体3使用的是长200mm×宽200mm、厚度30mm的钛板。在供电体3的中央位置形成直径55mm、高度3mm的供电体凸缘部，在该中央位置形成用螺栓(M12)进行固定的螺栓孔，对螺栓孔以外的表面进行机械加工而将它平坦化，进行厚度0.1μm的镀铂，得到了供电体侧接触面。对电极板2的电极背面进行机械加工而使该背面较平滑。在电极板2的中央位置形成有用于安装供电体3的螺栓插孔。电极板2利用插在螺栓插孔内的钛螺栓(M12)安装固定在供电体3的供电体凸缘部上。需要说明的是，电极板2－供电体3之间的距离为3mm。

将PR电热偶焊接在电极板2的电极表面的螺栓位置附近，用环氧树脂对焊接部进行密封。

以这样准备好的电极构造体1作阳极且上电极，以长200mm×宽200mm的锆板作阴极且下电极，使阴阳极间的间距为20mm，使阴阳极彼此平行，且让阳极的供电体3的上部露出到外部10mm，以此状态将它们放在电解槽内。需要说明的是，将供电电缆安装在供电体3的背面。电解液使用的是150g/L的硫酸水溶液，电解液的温度为60℃。需要说明的是，电解液的量为50L。让电解液在电解槽和加热器部分之间进行循环，并将温度保持在60℃上。在1000A的电流量(电流密度250A/dm²)下进行电解，测量了电极表面温度。需要说明的是，连接部的电流密度相当于0.42A/mm²。电解时间为20分钟，电极表面温度基本不变，以此时的电极表面温度作为测量值。

＜比较例1＞

在供电体的电极固定部分没有设置凸缘，与电极背面一起对整个供电体的电极固定部进行机械加工，同样用螺栓(M12)进行了固定，这样准备好了电极构造体，这一点与实施例1不同，其它方面都与实施例1一样，并采用与实施例1一样的方法进行了测量。

<结果和考察>

实施例1和比较例1中，电解液温度都是60℃。

可知：实施例1中，电极表面温度的测量值为62℃，与电解液的温度大致相同。

另一方面，可知：比较例1中，电极表面温度的测量值为66℃，比电解液的温度高6℃。可以这样考虑：在比较例1的结构下，抑制了电解液在电极背面和连接部周围的流动，故不会从电极板的背面一侧进行冷却，仅仅是从暴露在电解液中的电极表面一侧进行冷却，结果对电极板的冷却不充分。

(电极表面温度测量试验2)

＜比较例2＞

如图7和图8所示，在长100mm×宽100mm、厚度15mm的钛板的一个面上由Ir/Ta氧化物形成厚度约20μm的电极薄膜，来形成电极表面21A，准备了四张这样的分段电极板21。为了在该分段电极板的电极背面的中央位置设置连接部4，而设置直径25mm、高度2mm的电极板凸缘部，在该电极板凸缘部的中央位置形成螺栓插孔，该螺栓插孔供用钛螺栓(M10)进行紧固。对电极板凸缘部的螺栓插孔以外的表面进行机械加工而将该表面平滑化，得到了电极板侧接触面。

另一方面，供电体3使用的是长210mm×宽210mm、厚度30mm的钛板。因为要设置连接部4，所以在该钛板的一个面上与要布置电极板凸缘部的位置相对应设置了四个直径26mm、高度2mm的供电体凸缘部。在供电体凸缘部的中央位置形成有直径12mm的螺栓孔，并且通过对螺栓孔以外的表面进行机械加工而将该表面平滑化，得到了供电体侧接触面。

如图7和图8所示，用螺栓(M10)43固定所述四张分段电极板，得到了电极构造体1。需要说明的是，此时安装的四张分段电极板21彼此平行，使相邻的分段电极板21之间的间隙为2mm。需要说明的是，分段电极板21与供电体3之间的距离为4mm。

接下来，准备了PTFE板(未图示)，将该PTFE板夹在四张分段电极板21和供电体3之间的间隙里，就能够将电极板－供电体之间的间隙C1填起来。还准备了PTFE板(未图示)，用该PTFE板将相邻的分段电极板21之间的间距C2填起来。

将上述电极构造体1中的间隙C1和间距C2全部都填起来后作阳极用，且与实施例1一样，固定在电解槽中。用锆板作阴极，且将它放在电解槽的底部。使电极之间的距离为20mm，将电极构造体1放在上侧，使阴极锆与该电极构造体1平行。将PR热电偶安装在四张分段电极板21中的一张电极板21的靠近电极板2的中央位置的部分，并测量了电极表面温度。

电解液为150g/L硫酸+50g/L硫酸钠(Na₂SO₄)水溶液，电解液温度为60℃。通过对各电极板通300A的电流(电流密度は300A/dm²)来进行电解。连接部的电流密度相当于0.61A/mm²。电解时间为20分钟，测量了电极板表面温度。

(实施例2)

除了去掉将分段电极板21－供电体3之间的间隙C1填起来的PTFE板以外，其它方面都和比较例2一样，并采用与比较例2一样的方法进行了测量。

(实施例3)

除了去掉将间隙C1填起来的PTFE板和将相邻的分段电极板21之间的间距C2填起来的PTFE板以外，其它方面都和比较例2一样，并采用与比较例2一样的方法进行了测量。

<结果和考察>

比较例2和实施例2、3的结果示于表1。

【表1】

可以这样考虑：比较例2中，因为不会从分段电极板的背面一侧进行冷却，所以温度上升得较大。

可以这样考虑：实施例2中，去掉了将分段电极板－供电体之间的间隙C1填起来的PTFE板，电解液由此而会在分段电极板21的背面一侧流动，发挥冷却液的作用，电极表面温度才大致降低到电解液的温度。

实施例3中，从实施例2的状态进一步去掉了将分段电极板21之间的间距C2填起来的PTFE板，电极表面温度由此而进一步下降。可以这样考虑：这是因为电解液在分段电极板之间流动，电解液循环更好，电解液流动所带来的冷却效果提高之故。

(电极表面温度测量试验3)

<实施例4～7、比较例3>

使用图9和图10所示的电极构造体1，在与比较例2相同的条件下进行电解，分析了电极板－供电体之间的距离所导致的电极表面温度的变化情况。

需要说明的是，除了以下几点以外，图9和图10所示的电极构造体1的结构与图7和图8所示的比较例2相同。

即，如图9和图10所示，沿着分段电极板21和供电体3的外周施加了PTFE密封6，限定电解液仅从分段电极板21之间的间距C2进出。因此，即使电极板－供电体之间的距离发生变化，也能够使流入间隙C1的电解液的流速保持不变。

从减小电阻的观点出发，对构成连接部4的分段电极板21的电极板侧接触面44和供电体3的供电体侧接触面45施加了厚度0.1μm的镀铂。将由钽形成且表面由铂覆盖的垫圈48放在接触面44、45之间。电极板－供电体之间的距离在5mm～25mm这一范围内，通过调节该垫圈48的厚度来调节电极板－供电体之间的距离。

测量了电极表面温度伴随着实施例4～7、比较例3的电极构造体1的电极板－供电体之间的距离变化的上升情况，测量结果示于表2和图11中。

【表2】

可知：伴随着电极板－供电体之间的距离从5mm增加到25mm，电极表面温度逐渐上升。发生上述情况的原因是：连接部4周围的电解液的流速由于电极板－供电体之间的距离增加而变小，连接部4的发热量增大。

(电极寿命确认试验)

<实施例8和比较例4>

为了确认电极寿命是否由于从电极板2的背面进行冷却而延长，在实际的连续高速镀锌生产线上进行了运转试验。

也就是说，按照以下所述准备了实施例8的电极构造体1。在长200mm×宽200mm、厚度20mm的钛板的一个面上，由Ir/Ta氧化物形成了厚度约20μm的电极薄膜而形成了电极表面，即形成了分段电极板21。对分段电极板21的电极背面的一部分进行机械加工而形成两个圆柱状且高度为4mm的电极板凸缘部，用两个螺栓将分段电极板固定在平滑的供电体上，分段电极板之间的距离为3mm。

使分段电极板的电极背面平滑且直接用螺栓固定到平滑的供电体上，即形成比较例4的电极构造体。

电解液是高速镀锌浴(ZnSO₄、200g/L)，电解液温度为60±2℃。待镀工件使用的是钢板。电解电流密度为120A/dm²，将该电极构造体作为电镀生产线上的电极安装好，并连续进行了电解。

<结果和考察>

比较例4中的分段电极板－供电体之间没有间隙的电极构造体，寿命仅达到三个月。另一方面，还可知：实施例8的供电体－电极板之间具有4mm的间隙，经过了9个月以上的时间以后，仍维持着初始性能。

－产业实用性－

本发明通过减少电极构造体本身的温度上升所造成的影响来抑制电极构造体劣化，进而延长电极构造体作电极用时电极的寿命，因此本发明极其有用。

Claims (10)

1.一种电极构造体，其包括以钛或钛合金为基材的电极板和支撑所述电极板的供电体，其特征在于：

所述电极板由分割为多段而形成的多个分段电极板构成，

所述电极板和所述供电体通过连接部紧密固定在一起，

在所述电极板和所述供电体之间设置有间隙，以便当将该电极构造体浸渍于电解液时，该电解液能够在所述电极板和所述供电体的所述连接部以外的部分之间流动，

所述电极板和所述供电体之间的所述间隙在1mm以上20mm以下，

在相邻的所述分段电极板之间设置有1mm以上3mm以下的间距，使得也会在相邻的所述分段电极板之间产生所述电解液的流动。

2.根据权利要求1所述的电极构造体，其特征在于：

该电极构造体用作电解时的电流密度为100A／dm²～500A／dm²的电解用的电极。

3.根据权利要求1或2所述的电极构造体，其特征在于：

所述电极板由分割为多段而形成的多个分段电极板构成，

所述连接部包括凸状部和安装部件，

所述凸状部设置在所述分段电极板和所述供电体中的至少一部件上，在所述凸状部用所述安装部件安装固定所述电极板和所述供电体。

4.根据权利要求3所述的电极构造体，其特征在于：

所述安装部件是螺栓。

5.根据权利要求1或2所述的电极构造体，其特征在于：

在以额定电流经所述供电体对所述电极板通电时，所述连接部的电流密度在0.3A／mm²以上1.0A／mm²以下。

6.根据权利要求1或2所述的电极构造体，其特征在于：

所述连接部的垂直于通电方向的断面形状保证：在将所述电极板安装固定到所述供电体上的状态下将该电极构造体浸渍于所述电解液时，通过所述间隙的电解液以层流流动。

7.根据权利要求1或2所述的电极构造体，其特征在于：

所述电极板和所述供电体在所述连接部处的接触面由铂族金属覆盖。

8.根据权利要求1或2所述的电极构造体，其特征在于：

所述电极板和所述供电体在所述连接部处通过垫圈接合，

所述垫圈由钽形成，该垫圈的表面由铂覆盖。

9.根据权利要求1或2所述的电极构造体，其特征在于：

所述电极板和所述供电体之间的所述间隙在3mm以上20mm以下。

10.根据权利要求1或2所述的电极构造体，其特征在于：

该电极构造体是用于电解中的电镀的阳极。

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