Ti基尺寸穩(wěn)定性陽極在電鍍鉻工藝中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文課題來源于中粵馬口鐵有限責(zé)任公司,針對他們在電鍍鉻生產(chǎn)中使用鉛錫陽極遇到的維護(hù)成本高、對人體有害等問題欲尋求一種尺寸穩(wěn)定性陽極來替代鉛錫陽極。
　　對常用的石墨陽極、鉛陽極、不銹鋼陽極以及鈦基尺寸穩(wěn)定性陽極(DSA)四種不溶性陽極進(jìn)行分析研究,發(fā)現(xiàn)鈦基尺寸穩(wěn)定性陽極(DSA)在多種酸性溶液中表現(xiàn)出析氧電位低、穩(wěn)定性好、對鍍液影響小、槽電壓低、無二次污染等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。因此本文選用鈦基貴金屬氧化物涂層陽極作為研究對象,研究其在六價(jià)

2、鉻電鍍工藝中的各項(xiàng)性能。
　　選取了DSA(IrO2, Ta2O5)和DSA(IrO2, Pt)陽極與當(dāng)前應(yīng)用的鉛錫合金陽極進(jìn)行表面形貌表征和物質(zhì)組成表明,Ti基銥鉭陽極和Ti基銥鉑陽極的涂層表面都呈現(xiàn)龜裂現(xiàn)象,銥鉭陽極的表面裂紋更為細(xì)小多且和基體結(jié)合力好;銥鉑陽極的表面層裂紋寬而且在表層下還可以看到一層具有較細(xì)裂紋的涂層,但是整個(gè)涂層和基體的結(jié)合力較弱,銥鉑的這種特殊的分層現(xiàn)象為溶液和氣體強(qiáng)烈的沖刷基體提供了一個(gè)緩沖區(qū),在一定程

3、度上提高了陽極壽命。結(jié)合能譜儀分析表明引起兩種涂層陽極表面形貌和結(jié)構(gòu)的不同是由于涂層分別添加了Ta和Pt,而且Ta還可以有效的增強(qiáng)涂層與鈦基體間的結(jié)合強(qiáng)度。
　　利用Hull Cell槽陰極與陽極不平行的特殊結(jié)構(gòu),在電解測試中獲得陰極鍍片上各個(gè)區(qū)域所對應(yīng)的電流密度不同。分別對DSA(IrO2,Ta2O5)陽極、DSA(IrO2,Pt)陽極和PbSn合金陽極在Hull Cell槽六價(jià)鉻電鍍試驗(yàn)中獲得的陰極鍍層質(zhì)量進(jìn)行研究分析,結(jié)果顯

4、示Hull Cell槽電解實(shí)驗(yàn)獲得的陰極鍍片,鈦基涂層陽極對應(yīng)的陰極鍍片的光亮度范圍較寬,其中 DSA(IrO2, Pt)陽極對應(yīng)的陰極鍍片的光亮區(qū)范圍最大,DSA(IrO2, Ta2O5)陽極次之,PbSn合金陽極的最小;微觀表征不同電流密度下的鍍層質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)DSA(IrO2, Pt)陽極對應(yīng)的陰極鍍片的光亮鍍層表面最均勻致密,即鍍層質(zhì)量最好。
　　借助電化學(xué)工作站對 DSA(IrO2, Ta2O5)陽極、DSA(IrO2, P

5、t)陽極和PbSn陽極的析氧性能和循環(huán)伏安曲線( CV曲線)進(jìn)行了測試研究,結(jié)果顯示PbSn陽極析氧電位最大,DSA(IrO2, Ta2O5)陽極次之,DSA(IrO2, Pt)陽極的析氧電位最低;另則由循環(huán)伏安曲線分析得到以下結(jié)果:鈦基涂層陽極的催化活性較好,并且 DSA(IrO2, Pt)陽極在高電流密度下的析氧性能最好,其次是DSA(IrO2, Ta2O5)陽極,最差的是鉛錫合金陽極。
　　模擬電鍍鉻實(shí)際生產(chǎn)條件,采用 DS

6、A(IrO2, Ta2O5)陽極、DSA(IrO2, Pt)陽極和 PbSn陽極進(jìn)行了六價(jià)鉻長期電解實(shí)驗(yàn),即穩(wěn)定性測試,結(jié)果顯示DSA(IrO2, Ta2O5)陽極在持續(xù)電解20h就失效,DSA(IrO2, Pt)陽極在持續(xù)電解86個(gè)小時(shí)后失效,而 PbSn陽極最為穩(wěn)定直到電解120h之后才失效;電鏡掃描分析DSA(IrO2, Ta2O5)失效陽極、DSA(IrO2, Pt)失效陽極表面形貌顯示出失效陽極表面呈現(xiàn)出被沖刷和侵蝕的形貌,表