CN1847466B - 不溶性阳极 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电镀用不溶性阳极(1)。为得到可以更廉价方式制造和更经济使用的阳极(1)，本发明提出了电镀用不溶性阳极(1)，该不溶性阳极(1)是两相或多相的，包括阳极基体(2)和隔板(3)，其中阳极基体(2)是由单件制成的，并由钢、不锈钢或镍构成。

Description

不溶性阳极
技术领域
本发明涉及电镀用不溶性阳极。
背景技术
电镀用阳极以及不溶性阳极是现有技术中已知的，因此本发明无需列出各个文献证据。
电镀法如镀铜、镀镍、镀锌或镀锡是通过可溶性阳极或不溶性阳极进行的。
可溶性阳极，也被称为活性阳极系统，在电解过程中进入溶液。
不溶性阳极，也被称为惰性阳极系统，在电解过程中不进入溶液。不溶性阳极是由载体材料和设置在该载体材料上的涂层构成的，所述涂层被称为活性层。其中，通常使用钛、铌或其它反应载体材料作载体材料，但在使用该材料的任何情况下，其在电解条件下变为钝态。作为活性层材料，通常使用导电材料如铂、铱或其它贵金属，其混合氧化物或上述元素的化合物。其中，可将活性层直接涂覆于载体材料的表面或可将其置于与载体材料隔开的衬底上。衬底也可使用上述用作载体材料的材料，即例如钛、铌等。
在现有技术中已知利用添加剂进行电镀方法，所述添加剂起到例如光亮剂、提高硬度和/或分散的作用。其中，优选使用有机化合物作添加剂。
在电镀操作过程中，不溶性阳极上产生诸如氧气和氯气的气体。上述气体能够引起电镀浴中所含添加剂的氧化，从而可以导致上述添加剂部分或者甚至全部分解。这种情况有两方面的缺点。一方面，必须不断更换添加剂；另一方面，添加剂的降解产物会造成麻烦，例如需要频繁地更新或提纯或再生电镀浴，这是不经济的而且也是不合乎生态要求的。
为解决该问题，EP 1 102 875B1提出通过离子交换膜将不溶性阳极与阴极分离。这种设计的优点在于可以使有机化合物与阳极分开，从而几乎避免了添加剂的氧化。然而，该设计的缺点在于需要更多的装置，这是由于电镀浴需要具有在阳极周围的阳极电解液、和在阴极周围的阴极电解液的密闭箱(closed box)。此外还需要更高的电压(tension)，这使该设计的经济效益成为问题。但是其决定性缺陷在于EP 1 102 875B1所提出的解决方案对于那些情况根本不能使用，其中对于诸如管的内涂层使用上述得到的阳极。
因此，DE 102 61 493 A1提出了一种电镀用阳极，该阳极包括阳极基体和隔板(screen)，其中阳极基体包括载体材料和具有活性层的衬底，阳极基体的隔板与基体间隔固定并减少了来往阳极基体的物质输送。与EP 1 102 875 B1的设计相比，该阳极使得所需装置减少，而且电镀浴中所含添加剂不会氧化到上述高的程度。
然而，已知DE 102 61 493 A1的阳极的缺点在于该阳极非常昂贵。该阳极的阳极基体是由两部分构成的，这在制造时需要付出更多的劳动，因此昂贵。该阳极基体是由载体材料和活性层构成的，其中优选使用钛作载体材料。作为活性层材料，特别可以使用铂、铱、铂金属的混合氧化物或金刚石。由于上述原因，已知DE 102 61 493 A1的阳极相当昂贵，由此使得利用该阳极的电镀方法的经济效益值得怀疑。到目前为止仍需要改进。
发明内容
本发明是基于自DE 102 61 493 A1已知的阳极，其中本发明的目的就是提供可以更加廉价的方式制造并因此使用更经济的阳极。
本发明目的是如此实现的：本发明提出了一种电镀用不溶性阳极，该不溶性阳极是两相或多相的，包括阳极基体(anode base body)和隔板(screen)，其中阳极基体是由单件(one single piece)制成的，并由钢、不锈钢或镍构成。
本发明阳极是两相或多相的，并且是由阳极基体和隔板构成的。其中，与自DE 102 61 493 A1已知的阳极相比，其阳极基体不是由两部分，即载体材料和活性层构成的，而是由单件制成，并由钢、不锈钢或镍构成。因此，本发明阳极在制造时便宜的多，其中该阳极特别是在与碱性锌浴或锌合金镀浴一起使用时使得可以更加经济地操作。
现已令人吃惊地发现，碱性锌镀浴或锌合金镀浴以及金镀浴、银镀浴、锡镀浴、锡合金镀浴和青铜镀浴不需要由载体材料和活性层构成的双件(two-piece)阳极，而通过其中阳极基体由单件制成并且由钢、不锈钢或镍制成的较简单阳极也可以得到优良的涂覆效果。因此本发明阳极的使用与自DE 102 61 493 A1已知的阳极相比经济的多。
本发明阳极适合与例如用于高速设备的惰性阳极一起工作的电解液以及含二价锡或其它易氧化组分的电解液。本发明阳极的特殊优点在于电解液中所含的组分或添加剂较少或根本不会氧化，其中在二价锡的情况下避免了锡(II)至锡(IV)的干扰氧化。
本发明中的“两相或多相”阳极意指由阳极基体和阳极基体隔板构成的阳极。在本发明中，阳极基体是第一相，隔板是第二相。
隔板优选与阳极隔开且由非导电材料、塑料或金属构成。该隔板优选为组织(tissue)、格栅(grid)、网状物(network)等形状。在第一个实施方案中，隔板由钛制格栅或网状物构成。在第二个实施方案中，隔板由聚丙烯制组织(tissue)形成。优选使用两部分(two-part)隔板，其中隔板的第一部分由钛制格栅或网状物形成，隔板的第二部分是聚丙烯制组织。在本发明中，将聚丙烯制组织置于阳极基体和钛制格栅或网状物之间。具有两部分隔板的阳极是三相的。
两相或多相电极系统避免了氧对电解液的过多污染从而消耗过多的反应物。因此使用本发明阳极进行操作的电镀浴证明是非常经济的。
此外，添加剂由于被极少量的氧氧化而仅受很小程度的破坏，这大大延缓了电解液所需的纯化如通过活性炭处理或传统的氧化处理。在本发明上下文中进行的试验表明装有本发明阳极的电镀浴与现有技术已知的电镀浴相比工作时间可以增加300％。
本发明还提出一种电镀方法，其中使用具有上述特征的阳极。本发明中，优选通过直流(direct current)进行沉积。从而能够得到非常精细的晶体结构，这改进了沉积层的物理性质。本发明方法可用于卧式和立式设备。
也可以通过脉冲电流(pulse current)或脉冲反向电流(pulse reversecurrent)代替直流进行沉积。
本发明还提出了含有具有上述特征的阳极的电镀浴(electroplatingbath)，尤其是碱性电镀浴。作为部分例子，人们会提及碱性锌镀浴(zinc bath)和锌合金镀浴(zinc alloying bath)，金镀浴(gold bath)，银镀浴(silver bath)，锡镀浴(tin bath)，锡合金镀浴(tin alloying bath)和青铜镀浴(bronze bath)作为电镀浴。
附图说明
通过以下描述并参照附图可以得到本发明的其它优点和特征。其中：
图1是本发明的板状阳极的剖面示意图，
图2是本发明的棒状阳极的剖面示意图，
附图标记列表：
1  阳极
2  阳极基体(anode base body)
3  隔板(screen)
4  聚丙烯组织(polypropylene tissue)
5  金属组织(metal tissue)
A  距离
具体实施方式
图1表示本发明阳极1的部分侧剖面图。阳极1为板状，而且具有阳极基体2和隔板3。
由图1可知，所述隔板3与阳极基体隔开，其中阳极基体2与隔板3之间的距离用符号“A”表示。根据实际应用，阳极基体2和隔板3之间的距离A可以是0.01mm至100mm，优选0.05mm至50mm，更优选0.5mm至10mm。
根据图1的示例性实施方案，所述隔板3是由双件(two pieces)形成的。其由聚丙烯组织4和钛金属组织5构成。由图1可知，聚丙烯组织4被置于所述阳极基体2和所述金属组织5之间。所述金属组织5可以与阳极基体2以导电方式连接，为使图清晰起见，所述导电连接方式在图1中没有表示出来。
图1所示阳极1是三相的。第一相是阳极基体2。第二和第三相来自于隔板，其中第二相是由所述聚丙烯组织4形成的，第三相是由所述金属组织5形成的。
根据图1的示例性实施方案，隔板3仅被置于阳极基体2的一侧。无需说明，隔板3也可置于另一侧，即相对于图1板平面的阳极基体2的左侧。
图2是本发明另一示例性实施方案的剖面示意图。与图1的示例性实施方案相应，图2的阳极1也是由阳极基体2和隔板3构成的。与图1的示例性实施方案不同，图2的阳极1不是以板状形式形成，而是以截面呈环形的棒状形式形成。隔板3以信封形式将阳极基体2完全包围。与图1的示例性实施方案不同，图2示例性实施方案的隔板3是单相的，其由例如金属组织或塑料组织构成。阳极基体2和隔板3之间的距离A对应于图1示例性实施方案的距离A。
上述两示例性实施方案的共同点在于阳极基体2是由单件(onesingle piece)制成的。其由钢、不锈钢或镍构成。

Claims (5)

1.电镀用不溶性阳极(1)，该阳极是多相的，其包含阳极基体(2)和隔板(3)，其中阳极基体(2)是由单件制成的，并由钢或镍构成，其中所述隔板(3)是与所述阳极基体(2)隔开的，其特征在于所述隔板(3)由双件构成，并包括钛制格栅、网状物或组织(5)和聚丙烯制格栅、网状物或组织(4)，其中所述聚丙烯制格栅、网状物或组织(4)置于所述阳极基体(2)和所述钛制格栅、网状物或组织(5)之间，且其中所述隔板(3)与所述阳极基体(2)以导电方式连接。
2.根据权利要求1的电镀用不溶性阳极(1)，其特征在于所述钢是不锈钢。
3.电镀方法，其中使用权利要求1的阳极(1)。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于沉积是通过直流或脉冲电流进行的。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于所述脉冲电流是脉冲反向电流。
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