CN110424046B - 基于多级串联电镀槽的电镀源高效制备装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于多级串联电镀槽的电镀源高效制备装置，至少包括：若干个电镀槽(1)，均能够用于盛放电沉积液；为每一个电镀槽(1)配置的阴极(2)和阳极(3)，所述阴极(2)和所述阳极(3)同时置于所述电沉积液中，使得所述电沉积液能够在所述阴极(2)和所述阳极(3)通电的情况下在所述阴极(2)上形成电镀层；所述若干个电镀槽(1)按照彼此串联的方式连接，使得所述若干个电镀槽(1)能够在相同大小的电流下同步形成所述电沉积处理，其中：所述电镀槽(1)配置为在电沉积处理时间大于第一设定时间的情况下，通过向所述电镀槽(1)中加入设定量的氨水的方式提高所述电镀层的粒子发射率。

Description

基于多级串联电镀槽的电镀源高效制备装置及方法

技术领域

本发明属于放射源制备技术领域，尤其涉及一种基于多级串联电镀槽的电镀源高效制备装置及方法。

背景技术

能谱法在锕系元素的定性和定量分析中起着重要的作用。目前，能谱法已经广泛的应用于各领域的放射性测量中，比如核保障分析、核安全、核裂变、核数据和环境检测等领域。在对放射源进行能谱测量时，测量的准确度主要依赖于所制备的放射源的质量，高质量的固体放射源通常是放射性物质形成一种均匀一致的薄层。目前制备放射源的各种技术中电沉积法常用来制备极薄的固体放射源，该制源方法的优势是，沉积率高、成本便宜。

例如，公开号为CN107164792B的专利文献公开了一种制备高分辨率α放射源的磁流体动力学电沉积方法，该方法在沉积槽外部放置永磁体，对沉积体系施加磁场，沉积过程中在磁场和电场共存的情况下，产生一个与磁场和电场方向均垂直的洛伦兹力，该力的存在能加快沉积液内部的液相传质，减小阴极扩散层的厚度，在加快沉积速率提高沉积效率的同时，可以显著提高所制源的分辨率。其可以通过磁场施加恒定大小的洛伦兹力，但其并不能通过改变磁场强度的方式实现阴极边缘效应的削弱，同时其也无法有效地提高阴极的粒子发射率。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。

针对现有技术之不足，本发明提供一种基于多级串联电镀槽的电镀源高效制备装置，至少包括：若干个电镀槽，均能够用于盛放电沉积液；为每一个电镀槽配置的阴极和阳极，所述阴极和所述阳极同时置于所述电沉积液中，使得所述电沉积液能够在所述阴极和所述阳极通电的情况下在所述阴极上形成电镀层；所述若干个电镀槽按照彼此串联的方式连接，使得所述若干个电镀槽能够在相同大小的电流下同步形成所述电沉积处理，其中：所述电镀槽配置为在电沉积处理时间大于第一设定时间的情况下，通过向所述电镀槽中加入设定量的氨水的方式提高所述电镀层的粒子发射率。本发明通过将氨水的加入时间由电镀开始前更改为电镀开始后的第一设定时间内，能够将阴极的2π粒子发射率提升30％。

根据一种优选实施方式，所述电镀源高效制备装置还包括均配置所述电镀槽、所述阴极和所述阳极并且与电源构成串联回路的第一制备装置、第二制备装置和第三制备装置，其中：通过在所述第一制备装置、所述第二制备装置和所述第三制备装置各自的电镀槽中均加入等体积等活度的电沉积液以形成所述电沉积处理；所述电沉积液至少由浓度范围为6000贝克/克～8000贝克/克的放射源溶液和pH＝2.5～4质量分数范围为13％～16％的Na₂SO₄溶液按照两者的体积比范围为0.02～0.04的方式混合而成，其中，Na₂SO₄溶液的pH的范围为3～4。

根据一种优选实施方式，所述电镀源高效制备装置还包括能够对阴极中部和阴极边缘部施加不同大小的磁场的磁场施加部，所述磁场施加部至少包括第一磁体和第二磁体，其中：第一磁体产生的磁场强度大于第二磁体产生的磁场强度，使得阴极中部的沉积速率能够按照阴极中部受到的磁场力大于阴极边缘部受到的磁场力的方式大于阴极边缘部的沉积速率。

根据一种优选实施方式，所述第一磁体至少包括第一螺线管，所述第二磁体至少包括第二螺线管，其中：第一螺线管的长度大于第二螺线管长度，使得第一螺线管的匝数大于第二螺线管；第一螺线管与第二螺线管之间的长度差能够按照所述第一螺线管或所述第二螺线管受外力作用而改变其长度的方式增大或减小，使得电沉积液中的磁场强度和温度场能够进行同步调整。

根据一种优选实施方式，所述磁场施加部还至少包括安装板，在所述阴极设置于电镀槽的第一端的情况下，所述安装板设置于电镀槽的第二端，其中：若干个第一磁体沿安装板的周向环绕设置于所述安装板上，并以此限定出第一圆环；若干个第二磁体沿安装板的周向环绕设置于所述安装板上，并以此限定出第二圆环；第一圆环的直径小于第二圆环的直径。

根据一种优选实施方式，所述电镀源高效制备装置还包括设置于所述电镀槽中至少包括导流腔和本体的搅拌部，其中：所述本体上设置有至少一个导流通道，在阴极和阳极的连线与电镀槽的中轴线彼此平行，并且所述搅拌部绕所述中轴线自转的情况下，电沉积液能够绕所述中轴线自转以形成涡流。

根据一种优选实施方式，所述电沉积液能够经由所述导流通道进入所述导流腔，并且所述导流腔中能够设置有第一排流口和第二排流口，其中：第一排流口的直径大于第二排流口的直径，使得电沉积液在所述导流腔中沿所述中轴线朝第一方向流动以对所述阴极进行冲刷的过程中，冲击所述阴极中部的电沉积液的流量大于冲击所述阴极边缘部的电沉积液的流量；并且对所述阴极进行冲刷后的电沉积液能够沿所述中轴线朝第二方向流动以形成环流。

本发明还提供一种基于多级串联电镀槽的电镀源高效制备方法，所述方法至少包括如下步骤：配置若干个能够用于盛放电沉积液电镀槽；为每一个电镀槽配置的阴极和阳极，并且将所述阴极和所述阳极同时置于所述电沉积液中，使得所述电沉积液能够在所述阴极和所述阳极通电的情况下在所述阴极上形成电镀层；将所述若干个电镀槽按照彼此串联的方式连接，使得所述若干个电镀槽能够在相同大小的电流下同步形成所述电沉积处理，其中：所述电镀槽配置为在电沉积处理时间大于第一设定时间的情况下，通过向所述电镀槽中加入设定量的氨水的方式提高所述电镀层的粒子发射率。

本发明的有益技术效果：

(1)本发明通过将氨水的加入时间由电镀开始前更改为电镀开始后的第一设定时间内，能够将阴极的2π粒子发射率提升30％。

(2)通过磁场施加部能够对阴极中部和阴极边缘部施加不同大小的磁场，进而通过磁场大小调整阴极中部和阴极边缘部的沉积速度，最终降低阴极中部和阴极边缘部各自的电镀层厚度差。

附图说明

图1是本发明优选的电镀源高效制备方法的流程示意图；

图2是本发明优选的电镀源高效制备装置的结构示意图；

图3是本发明优选的第一制备装置、第二制备装置或第三制备装置的结构示意图；

图4是本发明优选的第一排流口和第二排流口的设置方式示意图；

图5是本发明优选的第一进流口和第二进流口的设置方式示意图；

图6是本发明优选的电镀源高效制备装置的结构示意图；

图7是位置A处的局部放大示意图；和

图8是固定槽在安装板上的设置位置示意图。

附图标记列表

1：电镀槽 2：阴极 3：阳极

4：第一制备装置 5：第二制备装置 6：第三制备装置

7：密封座 8：容纳腔 9：导电板

10：密封栓 11：螺母套 12：电源

13：搅拌部 14：驱动电机 15：第一排流口

16：第二排流口 17：第一进流口 18：第二进流口

19：磁场施加部 20：第一圆环 21：第二圆环

22：第一螺线管 23：第二螺线管 24：壳体

25：密封圈 26：固定槽 27：导电柱

28：第一推杆电机 29：第二推杆电机 30：第一推板

31：第二推板 32：第一连杆 33：第二连杆

13a：本体 13b：导流腔 13c：第一工作面

13d：第二工作面 13e：圆锥面 α：夹角

19a：安装板 19b：第一磁体 19c：第二磁体

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

实施例1

如图1所示，本发明提供一种电镀源高效制备方法，至少包括如下步骤：

S1：制备电沉积液。电沉积液由放射源溶液和Na₂SO₄溶液组成。放射源溶液是指含有放射性核素的溶液。例如，放射源溶液可以为钋-210溶液。钋-210溶液的浓度范围为6000贝克/克～8000贝克/克。Na₂SO₄溶液的质量分数范围优选为13％～16％，pH范围为3～4。放射源溶液和Na₂SO₄溶液按照设定的比例进行混合。例如，放射源溶液和Na₂SO₄溶液可以按照两者的体积比范围为1：50～1：25的方式进行混合。即当Na₂SO₄溶液的体积为5ml时，放射源溶液的体积为200μL。

S2：配置电镀参数。电镀源的制备是通过电沉积的方式将放射源溶液中的离子状态的放射元素还原为固态以使得其能够沉积在阴极上。电镀源的制备通过电镀装置执行，电镀装置至少包括电镀槽1、阴极2和阳极3。电沉积液放置在电镀槽1中，阴极和阳极同时置于电沉积液中，进而当阴极2和阳极3通电时便能够实现放射元素在阴极上的沉积以形成电镀层。电镀参数至少包括电流、电压以及阴极与阳极之间的距离，其中，电流优选为0.8A，电压优选为5.20V～5.5V，距离优选为1cm。通过对电镀槽1通电，便能够使得电沉积液在阴极2与阳极3之间形成电沉积处理。

S3：在电沉积处理时间大于第一设定时间的情况下，向电镀槽1中加入设定量的氨水，在电沉积处理时间大于第二设定时间的情况下，将电镀槽1中的电镀余液排出。例如，第一设定时间可以是85min，第二设定时间可以是90min。氨水的添加量可以选择为1.5mL。10mL pH＝3的溶液，H⁺的摩尔量为0.01mmol，1.5mL氨水中OH^-的摩尔量为22mmol，加入氨水后电解液体系已变成碱性体系，可促进电镀。

S4：基于冲洗液完成阴极的冲洗，并对洗涤液进行统一回收处理。冲洗液可以是清水。对阴极的冲洗可以进行至少两次以将阴极上吸附的电镀余液完全冲洗干净。洗涤液是阴极冲洗后产生的废水，由于其中含有放射性核素，因此需要对其进行回收处理，避免外泄以污染环境。

优选的，阴极可以由不锈钢制成。阴极的形状可以由圆盘状限定。阴极的直径优选为25mm，进而通过该阴极能够制备面源。

S5：阴极进行干燥处理。例如，可以通过吸水纸将阴极表面吸附的水珠去除以实现对阴极的干燥。使用完后的吸水纸按照钋-210放射性固体废物进行处理。例如，可以将吸水纸深埋地下或装入混凝土制的桶内后投入海底。

实施例2

本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。

如图2所示，本发明还提供一种电镀源高效制备装置。至少包括至少若干个电镀槽1。若干个电镀槽1按照彼此串联的方式连接，使得若干个电镀槽1能够在相同大小的电流下同步形成电沉积处理。例如，电镀源高效制备装置包括第一制备装置4、第二制备装置5和第三制备装置6。第一制备装置4、第二制备装置5和第三制备装置6的结构彼此相同并且均至少包括电镀槽、阴极和阳极。第一制备装置4、第二制备装置5和第三制备装置6按照彼此串联的方式构成电镀源高效制备装置。同时，和第三制备装置6的结构彼此相同并且均至少包括电镀槽、阴极和阳极。第一制备装置4、第二制备装置5和第三制备装置6能够与电源12构成回路。具体的，第一制备装置4的阳极可以连接至电源的正极，第一制备装置4的阴极可以连接至第二电镀装置5的阳极，第二制备装置5的阴极可以连接至第三制备装置6的阳极，第三制备装置6的阴极可以连接至电源的负极，进而完成第一制备装置4、第二制备装置5和第三制备装置6的串联。

优选的，为了便于理解，以第一制备装置4为例，对第一制备装置4、第二制备装置5和第三制备装置6的结构进行具体说明。如图2所示，电镀槽1的形状由两端呈开放状的中空圆管限定，其可以通过例如是玻璃、橡胶等材料制成。电镀槽1的下端上设置有密封座7。密封座7可以通过粘接的方式固定在电镀槽1上，进而实现对电镀槽1第一端的密封。密封座7上设置有容纳腔8。阴极2可以由呈圆盘状的不锈钢板制成，进而可以放置于容纳腔8中。容纳腔8中还可以设置有与阴极2紧密贴合的导电板9，通过导电板9能够实现阴极的通电工作。

优选的，密封座7的端部还连接有密封栓10以实现容纳腔8的密封。具体的，密封座7的端部可以粘接有螺母套11。螺母套11设置有内螺纹。密封栓10设置有外螺纹，进而密封栓10能够通过螺纹连接的方式嵌套于螺母套11中，使得密封栓10的端部能够抵靠至容纳腔8，进而实现容纳腔8的密封。

优选的，阳极3可以由铂丝制成，并且阳极3由电镀槽2的上端插入电镀槽2中。

优选的，电镀源高效制备装置的电镀装置还包括电源12。电源12的正极连接至第一制备装置4的阳极。第一制备装置的密封栓10连接至第二制备装置的阳极，第二制备装置的密封栓10连接至第三制备装置的阳极，第三制备装置的密封栓10连接至电源12的负极。通过将第一制备装置4、第二制备装置5和第三制备装置6进行串联，至少能够达到如下技术效果：一者，通过电镀装置的彼此串联能够同时制备多个电镀源，能够有效地提高单位时间内电镀源的制备量。二者，三级串级电镀，电镀片流过的总电荷量相同，可实现电镀片组间一致性和均匀性。

实施例3

本实施例是对前述实施例的进一步改进，重复的内容不再赘述。

本发明还提供一种电镀源高效制备装置的使用方法，至少包括如下步骤：

A1：在第一制备装置、第二制备装置和第三制备装置各自的电镀槽1中均加入等体积等活度的电沉积液。

A2：电镀开始前，在第一制备装置的电镀槽中加入设定量的去离子水，并且在第二制备装置的电镀槽中加入设定量的氨水。例如，去离子水和氨水的添加量均为1.5毫升。

A3：连通电源以使得第一制备装置、第二制备装置和第三制备装置同步开始电镀处理，在电镀处理时间大于第一设定时间时，向第三制备装置的电镀槽中加入设定量的氨水。例如，第一设定时间可以是85min，氨水的添加量为1.5毫升。

A4：在电镀处理时间大于第二设定时间时，切断电源以完成电镀处理。例如，第二设定时间可以是90min。

A5：排出电镀槽1中的电镀余液，在用吸水纸对阴极进行干燥处理后，通过流体第本底α、β测量仪测量阴极的表面粒子发射率。结果表明，第一制备装置的阴极的2π粒子发射率为1998min.2πsr，第二制备装置的阴极的2π粒子发射率为3207min.2πsr，第三制备装置的阴极的2π粒子发射率为3809min.2πsr。即，通过将氨水的加入时间由电镀开始前更改为电镀开始后的第一设定时间内，能够将阴极的2π粒子发射率提升30％。

实施例4

本实施例是对前述实施例的进一步改进，重复的内容不再赘述。

优选的，如图3、图4和图5所示，第一制备装置4、第二制备装置5和第三制备装置6均还具有搅拌部13。搅拌部13能够设置在阳极3上。阴极与阳极的连线能够与电镀槽的中轴线彼此平行。阳极3的端部能够连接至驱动电机14，进而当阳极3基于驱动电机14的带动而自转时，搅拌部13能够以电镀槽的中轴线为旋转中心进行同步自转，进而对容纳腔8中的电沉积液进行搅拌。通过搅拌部13的搅拌能够使得电离后的离子均匀分布，进而能够提高最终在阴极上形成的电镀源的膜厚均匀性。具体的，搅拌部13至少包括本体13a，本体13a的形状可以由圆锥形、圆柱形、圆球形限定。阳极3贯穿本体13a，使得阳极3的延伸方向与本体13a的中轴线的延伸方向相同。阳极3在驱动电机14的带动下会自转，进而阳极3可以通过环形的电刷与电源12的正极连接，从而能够避免电源12的连接导线在阳极3的自转过程中缠绕于阳极3上。

优选的，搅拌部13a还可以包括设置于本体13a上的导流腔13b。在本体13a的形状由圆锥形限定的情况下，导流腔13b的形状由圆锥台形限定，使得本体13a具有彼此平行且均垂直于本体13a的中轴线的第一工作面13c和第二工作面13d。第一工作面13c的形状由圆形限定，第二工作面13d的形状由圆环形限定。第一工作面13c上设置有至少一个第一排流口15和至少两个第二排流口16。第一排流口15设置在第一工作面13c的几何中心处。即第一排流口15设置在第一工作面13c的圆心位置。至少两个第二排流口16按照关于第一排流口15呈对称的方式设置在第一工作面13c上，使得第一排流口15和第二排流口16位于同一直线上。本体13a还具有圆锥面13e。圆锥面13e上设置有至少一个第一进流口17和至少两个第二进流口18。第一进流口17与第一排流口15连通，第二进流口18与第二排流口16连通，使得在本体13a自转时，电沉积液能够通过第一进流口17和第二进流口18进入导流腔13b中，进而实现电沉积液沿电镀槽1的轴向方向流动。即，如图3所示，电沉积液能够自上而下的流动，以实现对阴极2的冲刷。

优选的，如图5所示，第一进流口17和第二进流口18的延伸方向呈倾斜状态。倾斜状态是指第一进流口17和第二进流口18各自的延伸方向与本体13a的径向方向彼此之间具有不等于90°的夹角α，进而使得本体13a在转动时，电沉积液能够更容易地进入第一进流口17和第二进流口18。导流通道由第一进流口与第一排流口构成的通道限定，或者可以有第二进流口与第二排流口构成额通道限定。通过设置搅拌部13至少能够达到如下技术效果：一者，现有技术中，能够通过驱动电机14带动阳极3进行旋转，进而能够实现对电沉积液绕电镀槽的中轴线的自转，其自转能够使得电沉积液形成涡流，使得电沉积液中的离子能够分布均匀，进而起到改善阴极上沉积的电镀层的均匀性。但与此同时，阴极在产生还原反应时，其往往会产生例如是氢气的附加产物，附加产物会在阴极上进行一定程度的堆积，从而使得形成的电镀层中产生微小的气孔而降低电镀质量，同时附加产物的产生也会降低电镀层与阴极之间的吸附力，导致电镀层容易脱落。本发明通过旋转本体13a，能够带动电沉积液形成涡流，同时，电沉积液在导流腔13b中能够沿中轴线朝第一方向流动以对阴极2进行冲刷；并且对阴极2进行冲刷后的电沉积液能够沿中轴线朝第二方向流动以形成环流。具体的，如图3所示，第一方向是指从上之下的方向，第二方向是指从下至上的方向。由于进流孔和排流孔的作用，会使得电沉积在导流腔13b中自上而下的流动，对阴极完成冲刷后的电沉积液在导流腔13b外部自下而上的流动，进而形成环流，通过涡流和环流能够实现对电沉积液的充分搅拌，使得离子分布更加均匀。二者，电沉积液在导流腔13b中自上而下的流动会对阴极2产生冲击，为离子的向下迁移提供作用力，通过该作用力能够增大电镀层与阴极的吸附力，并且电沉积液在对阴极2产生冲击时也一并将阴极上产生的附加产物冲散，能够降低电镀层中具有微小气孔的风险，进而使得最终形成的电镀层不会轻易从阴极上脱落。

优选的，搅拌部13还配置为在设定时间内交替旋转的工作模式。例如，搅拌部在第三设定时间内能够沿第三方向自转，并且在第四设定时间内沿第四方向自转的工作模式，随后在第五设定时间内沿第三方向自转，进而实现其交替旋转。第三方向和第四方向彼此相反。例如，如图5所示，第三方向可以是顺时针方向，第四方向可以是逆时针方向。当搅拌部13顺时针旋转时，电沉积液能够经由第一进流口17和第二进流口18进入搅拌部13，并最终以设定速度对阴极2进行冲刷。当搅拌部13逆时针旋转时，由于第一进流口和第二进流口的朝向，使得电沉积液无法由第一进流口和第二进流口进入搅拌部13。搅拌部13顺时针旋转时能够带动电沉积液顺时针旋转以形成涡流，当搅拌部13由顺时针旋转切换为逆时针旋转时，会对形成的涡流形成冲击，该冲击作用会对涡流造成扰乱，一者能够使得电沉积液混合更为均匀，二者能够增大其中包含的微小气泡彼此碰撞的概率，进而形成大气泡。当搅拌部再次由逆时针旋转切换为顺时针旋转时，形成的大气泡能够在环流和涡流的共同作用下移动至搅拌部13的上方，进而由电镀槽1的上端排出。

优选的，在搅拌部13在沿第三方向自转以使得电沉积液能够进入搅拌部的第三设定时间内，搅拌部配置为以第一旋转速度和第二旋转速度进行交替旋转的工作模式，其中，第一旋转速度能够大于或小于第二旋转速度。例如，第三设定时间至少能够分为第一子设定时间、第二子设定时间、第三子设定时间和第四子设定时间。搅拌部在第一子设定时间内以第一旋转速度自转，在第二子设定时间内以第二旋转速度自转，在第三子设定时间内以第一子旋转速度旋转，在第四子设定时间内以第二子旋转速度旋转，进而实现搅拌部的交替旋转。第一旋转速度和第二旋转速度能够使得电沉积液以不同的速度对阴极进行冲击。优选的，如图3所示，在第一旋转速度大于第二旋转速度的情况下，第二旋转速度配置为能够使得阴极产生的气泡能够竖直向上运动的工作模式。即搅拌部在以第二旋转速度旋转时，阴极产生的气泡能够通过竖直向上的运动而彼此结合以形成更大的气泡。随即搅拌部由第二旋转速度切换为第一旋转速度，第一旋转速度足以使得结合后的更大的气泡向下运动以对阴极进行冲击，同时更大的气泡在冲击阴极时能够进一步与新产生的微小气泡结合，进而使得阴极上产生微小气泡更容易被带走。

优选的，如图4，在第一排流口15和第二排流口16的形状均由圆形限定时，第一排流口15的直径小大于第二排流口16的直径，使得在单位时间内，冲击阴极中部的电沉积液的流量大于冲击阴极边缘部的电沉积液的流量。阴极中部是指阴极的直径小于设定值的部分，阴极边缘部是指阴极的直径大于设定值的部分。例如，当阴极直径为25mm时，设定值可以选择为20mm，即阴极的直径大于20mm的部分均划分为阴极边缘部。阴极的直径小于20mm的部分均划分为阴极中部。在实际电镀过程中，由于阴极的边缘效应的产生，会导致阴极边缘部的电镀层的厚度大于阴极中部的电镀层厚度。通过设置第一排流口和第二排流口，可以使得阴极中部在单位时间内接触更多的电沉积液，进而能够降低阴极边缘效应所导致的电镀层厚度不均匀的问题。

实施例5

本实施例是对前述实施例的进一步改进，重复的内容不再赘述。

优选的，如图6和图7所示，电镀源高效制备装置还包括磁场施加部19。通过磁场施加部19能够对阴极中部和阴极边缘部施加不同大小的磁场，进而通过磁场大小调整阴极中部和阴极边缘部的沉积速度，最终降低阴极中部和阴极边缘部各自的电镀层厚度差。具体的，如图7所示，磁场施加部19至少包括安装板19a、若干个第一磁体19b和若干个第二磁体19c。安装板19a安装在电镀槽1的第二端上，即安装板19a嵌套于电镀槽1的上端部中。若干个第一磁体19b沿安装板19a的周向环绕设置于安装板上并以此限定出第一圆环20，若干个第二磁体19c沿安装板的周向环绕设置于安装板上并以此限定出第二圆环21。第一圆环20和第二圆环21各自的圆心均与安装板19a的圆心重合，并且第一圆环20的直径小于第二圆环21的直径。第一磁体19b产生的磁场强度大于第二磁体19c产生的磁场强度，进而使得阴极中部受到的磁场强度大于阴极边缘部受到的磁场强度。在电沉积过程中，阴极中部的金属离子能够受到更大的磁场力，进而能够降低由于阴极边缘效应产生的电镀层厚度均匀性差的风险。即，在电沉积过程中，阴极中部通过施加更大的磁场强度，能够具有更大的沉积速度。

优选的，再次参见图7，第一磁体19b至少具有第一螺线管22，第二电磁体19c至少具有第二螺线管23。第一螺线管22和第二螺线管23各自的螺距和升角均彼此相同，其中，第一螺线管22的长度大于第二螺线管23的长度，使得第一螺线管22的匝数大于第二螺线管23的匝数。第一螺线管22和第二螺线管23均能够通过通电的方式产生磁场。由于第一螺线管22的匝数大于第二螺线管23的匝数，使得第一螺线管22产生的磁场强度大于第二螺线管23产生的磁场强度。通过设置第一螺线管和第二螺线管至少能够达到如下技术效果：一者，第一螺线管和第二螺线管在通电产生磁场的同时，也会形成感应热以对电沉积液进行加热，其有利于保证电沉积过程中所需的温度条件，能够避免额外添加例如是加热棒等加热部件造成的设备结构冗余。二者，第一螺线管22与第二螺线管23之间的长度差能够按照第一螺线管22或第二螺线管23受外力作用而改变其长度的方式增大或减小，使得电沉积液中的磁场强度和温度场能够进行同步调整。具体的，第一螺线管和第二螺线管与现有技术中的例如是磁铁等永磁体的伸展性能不同，即，第一螺线管和第二螺线管能够通过伸缩的方式增加或减小其长度。利用第一螺线管与第二螺线管的伸缩性能能够较为快捷的改变其与阴极之间的垂直距离，进而能够改变阴极受到的磁场强度。同时，第一螺线管和第二螺线管在伸长或缩短时能够改变其加热性能，即，第一螺线管和第二螺线管在长度增加时，其管体能够充分与电沉积液或者导热体接触，通过更高的散热效果达到提高加热性能的目的。或者，第一螺线管和第二螺线管在长度减小时，其部分管体能够相互贴合使得其与电沉积液或导热体的接触面积减小，进而通过降低散热效果的方式达到降低加热性能的目的。磁场强度和温度场的改变只需通过第一螺线管或第二螺线管各自的长度改变即可进行同步改变，从而达到简化操作的目的。

优选的，再次参见图7，第一磁体19b和第二磁体19c还包括壳体24和密封圈25。壳体24的形状可以由一端呈开放状的圆管形限定，第一螺线管或第二螺线管24设置于壳体24中。壳体24的开放状端部设置密封圈25。安装板19a上设置有若干个固定槽26。固定槽26设置有导电柱27，在壳体24嵌套于固定槽26中而能够沿固定槽26移动的情况下，导电柱27能够按照贯穿密封圈25的方式抵靠接触至第一螺线管或第二螺线管。通过导电柱27能够实现第一螺线管或第二螺线管的通电工作。例如，导电柱27可以与电源连接。同时，密封圈上可以设置有通孔，导电柱能够穿过通孔以实现对密封圈的贯穿。具体的，再次参见图7，安装板19a上还设置有若干个第一推杆电机28和若干个第二推杆电机29。若干个第一推杆电机28均连接至第一推板30，若干个第二推杆电机29均连接至第二推板31。第一推板30能够经第一连杆32连接至第一螺线管所对应的密封圈25。第二推板能够经第二连杆33连接至第二落线管所对应的密封圈25。当第一推杆电机28向上伸长而带动第一推板30向上运动时，第一螺线管的长度能够减小。当第二推杆电机向上伸长而带动第二推板31向上运动时，第二螺线管的长度能够减小。同理，当第一推杆电机或第二推杆电机向下缩短时，其对应的第一螺线管和第二螺线管的长度能够增大。

优选的，在搅拌部旋转以形成涡流和环流的情况下，电沉积液能够通过流动的方式进行充分混合，电沉积液的流动能够使得电镀槽中的电沉积液的温度整体均匀性提高，其有利于保证电沉积在最佳的温度范围内进行。同时，涡流能够带动阴极产生的气泡对第一磁体19b和第二磁体19c进行冲击，在冲击过程中气泡会产生破碎，进而能够达到抑制第一磁体19b和第二磁体19c结垢的目的。可以理解的是，可以在安装板19a设置若干个排气孔，进而使得电镀槽中的气体能够进行排出。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.基于多级串联电镀槽的电镀源高效制备装置，至少包括：

若干个电镀槽(1)，均能够用于盛放电沉积液；

为每一个电镀槽(1)配置的阴极(2)和阳极(3)，所述阴极(2)和所述阳极(3)同时置于所述电沉积液中，使得所述电沉积液能够在所述阴极(2)和所述阳极(3)通电的情况下在所述阴极(2)上形成电镀层；

其特征在于，

所述若干个电镀槽(1)按照彼此串联的方式连接，使得所述若干个电镀槽(1)能够在相同大小的电流下同步形成所述电沉积处理，其中：

所述电镀槽(1)配置为在电沉积处理时间大于第一设定时间的情况下，通过向所述电镀槽(1)中加入设定量的氨水的方式提高所述电镀层的粒子发射率；

所述电镀源高效制备装置还包括设置于所述电镀槽(1)中至少包括导流腔(13b)和本体(13a)的搅拌部(13)，其中：所述本体(13a)上设置有至少一个导流通道，在阴极(2)和阳极(3)的连线与电镀槽(1)的中轴线彼此平行，并且所述搅拌部(13)绕所述中轴线自转的情况下，电沉积液能够绕所述中轴线自转以形成涡流；所述电沉积液能够经由所述导流通道进入所述导流腔(13b)，并且所述导流腔(13b)中能够设置有第一排流口(15)和第二排流口(16)，所述本体(13a)还设置第一进流口(17)和第二进流口(18)，所述第一进流口(17)与所述第一排流口(15)连通，所述第二进流口(18)与所述第二排流口(16)连通，其中：

第一排流口(15)的直径大于第二排流口(16)的直径，使得电沉积液在所述导流腔(13b)中沿所述中轴线朝第一方向流动以对所述阴极(2)进行冲刷的过程中，冲击所述阴极中部的电沉积液的流量大于冲击所述阴极边缘部的电沉积液的流量；并且对所述阴极(2)进行冲刷后的电沉积液能够沿所述中轴线朝第二方向流动以形成环流；

第一进流口(17)和第二进流口(18)的延伸方向呈倾斜状态，倾斜状态是指第一进流口(17)和第二进流口(18)各自的延伸方向与本体(13a)的径向方向彼此之间具有不等于90°的夹角α，进而使得本体(13a)在转动时，电沉积液能够更容易地进入第一进流口(17)和第二进流口(18)，导流通道由第一进流口与第一排流口构成的通道限定，或者由第二进流口与第二排流口构成的通道限定；

搅拌部(13)还配置为在设定时间内交替旋转的工作模式。

2.根据权利要求1所述的电镀源高效制备装置，其特征在于，所述电镀源高效制备装置还包括均配置所述电镀槽(1)、所述阴极(2)和所述阳极(3)并且与电源(12)构成串联回路的第一制备装置(4)、第二制备装置(5)和第三制备装置(6)，其中：

通过在所述第一制备装置(4)、所述第二制备装置(5)和所述第三制备装置(6)各自的电镀槽(1)中均加入等体积等活度的电沉积液以形成所述电沉积处理；

所述电沉积液至少由浓度范围为6000贝克/克～8000贝克/克的放射源溶液和质量分数范围为13％～16％的Na₂SO₄溶液按照两者的体积比范围为0.02～0.04的方式混合而成，其中，Na₂SO₄溶液的pH的范围为3～4。

3.根据权利要求2所述的电镀源高效制备装置，其特征在于，所述电镀源高效制备装置还包括能够对阴极中部和阴极边缘部施加不同大小的磁场的磁场施加部(19)，所述磁场施加部(19)至少包括第一磁体(19b)和第二磁体(19c)，其中：

第一磁体(19b)产生的磁场强度大于第二磁体(19c)产生的磁场强度，使得阴极中部的沉积速率能够按照阴极中部受到的磁场力大于阴极边缘部受到的磁场力的方式大于阴极边缘部的沉积速率。

4.根据权利要求3所述的电镀源高效制备装置，其特征在于，所述第一磁体(19b)至少包括第一螺线管(22)，所述第二磁体(19c)至少包括第二螺线管(23)，其中：

第一螺线管(22)的长度大于第二螺线管(23)长度，使得第一螺线管(22)的匝数大于第二螺线管(23)；

第一螺线管(22)与第二螺线管(23)之间的长度差能够按照所述第一螺线管(22)或所述第二螺线管(23)受外力作用而改变其长度的方式增大或减小，使得电沉积液中的磁场强度和温度场能够进行同步调整。

5.根据权利要求4所述的电镀源高效制备装置，其特征在于，所述磁场施加部(19)还至少包括安装板(19a)，在所述阴极(2)设置于电镀槽(1)的第一端的情况下，所述安装板(19a)设置于电镀槽(1)的第二端，其中：

若干个第一磁体(19b)沿安装板(19a)的周向环绕设置于所述安装板(19a)上，并以此限定出第一圆环(20)；

若干个第二磁体(19c)沿安装板(19a)的周向环绕设置于所述安装板(19a)上，并以此限定出第二圆环(21)；

第一圆环(20)的直径小于第二圆环(21)的直径。

6.基于多级串联电镀槽的电镀源高效制备方法，其特征在于，所述方法至少包括如下步骤：

配置若干个能够用于盛放电沉积液电镀槽(1)；

为每一个电镀槽(1)配置的阴极(2)和阳极(3)，并且将所述阴极(2)和所述阳极(3)同时置于所述电沉积液中，使得所述电沉积液能够在所述阴极(2)和所述阳极(3)通电的情况下在所述阴极(2)上形成电镀层；

将所述若干个电镀槽(1)按照彼此串联的方式连接，使得所述若干个电镀槽(1)能够在相同大小的电流下同步形成所述电沉积处理，其中：

所述电镀槽(1)配置为在电沉积处理时间大于第一设定时间的情况下，通过向所述电镀槽(1)中加入设定量的氨水的方式提高所述电镀层的粒子发射率；

所述电镀源高效制备装置还包括设置于所述电镀槽(1)中至少包括导流腔(13b)和本体(13a)的搅拌部(13)，其中：所述本体(13a)上设置有至少一个导流通道，在阴极(2)和阳极(3)的连线与电镀槽(1)的中轴线彼此平行，并且所述搅拌部(13)绕所述中轴线自转的情况下，电沉积液能够绕所述中轴线自转以形成涡流；所述电沉积液能够经由所述导流通道进入所述导流腔(13b)，并且所述导流腔(13b)中能够设置有第一排流口(15)和第二排流口(16)，所述本体(13a)还设置第一进流口(17)和第二进流口(18)，所述第一进流口(17)与所述第一排流口(15)连通，所述第二进流口(18)与所述第二排流口(16)连通，其中：

第一排流口(15)的直径大于第二排流口(16)的直径，使得电沉积液在所述导流腔(13b)中沿所述中轴线朝第一方向流动以对所述阴极(2)进行冲刷的过程中，冲击所述阴极中部的电沉积液的流量大于冲击所述阴极边缘部的电沉积液的流量；并且对所述阴极(2)进行冲刷后的电沉积液能够沿所述中轴线朝第二方向流动以形成环流；

第一进流口(17)和第二进流口(18)的延伸方向呈倾斜状态，倾斜状态是指第一进流口(17)和第二进流口(18)各自的延伸方向与本体(13a)的径向方向彼此之间具有不等于90°的夹角α，进而使得本体(13a)在转动时，电沉积液能够更容易地进入第一进流口(17)和第二进流口(18)，导流通道由第一进流口与第一排流口构成的通道限定，或者由第二进流口与第二排流口构成的通道限定；

搅拌部(13)还配置为在设定时间内交替旋转的工作模式。

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