一种小管外壁电镀装置的制作方法

本发明属于核技术领域，尤其涉及铀靶制备领域，具体涉及一种小管外壁电镀装置。

背景技术：

在管状基底加载铀等锕系材料制备而成的铀靶被大量应用在核技术领域。现阶段，电镀法因其仪器简单，操作便捷为铀靶最为普遍的制备方法。与平面铀靶的制备相比，管状铀靶的制备难点在于：1)管状铀靶的电场分布较难控制；2)管状铀靶如果需要分区域电镀则局部掩蔽较为困难。

通常管状靶件的电镀采用如下方式，在一个大电镀槽内悬挂平板阳极及待镀靶件，电极与靶件分别与高压电源的阳极与阴极相连。同时，为了保证均匀性，通常需要靶件进行匀速旋转。该方式的不足之处在于，1)悬挂式如果出现不垂直的情况，很容易造成旋转过程中底部偏移较大，最终造成镀件的不均匀。2)该种方式如果需要进行局部电镀的话，只能采取胶带掩蔽等方式，在电镀过程中容易发生脱落等现象。3)该方式若想保障电镀中电场分布的均匀，需要平板阳极与靶件的距离足够大，显然这会造成镀槽溶液量的增多，是不适合珍贵原材料如锕系材料的电镀。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种针对锕系核素的小管外壁电镀装置，其拥有良好的均匀电场分布，溶液量少，能对局部区域进行密封操作，能实现电镀过程中溶液控温，该装置操作便捷，适应手套箱操作要求。

本发明具体采用如下技术方案：

一种小管外壁电镀装置，所述装置包括电镀槽座，双层玻璃镀槽，端盖，底座，阴极导出单元，阳极，镀件组成；其中，电镀槽座内部依次放置底座，双层玻璃镀槽放置于底座的上表面，且双层玻璃镀槽下端面与底座上表面之间设有密封垫片；阳极套入双层玻璃镀槽内，双层玻璃镀槽与阳极的接触面之间设有阳极环形垫圈，阳极环形垫圈与阳极紧密接触；所述阳极的外径与双层玻璃镀槽的内径匹配；镀件一端插入阴极导出单元中，另一端插入密封垫片内；所述端盖为带内螺纹的圆盖，中心开有定位孔，四周开有三个注液口，内部镶有缓震垫圈的端盖套入阴极导出单元上端，缓震垫圈与阳极环形垫圈接触；通过旋转端盖以使双层玻璃镀槽与密封垫片紧密结合。

进一步，所述的电镀槽座为侧壁镂空的圆筒形杯状结构，其顶部有外螺纹，底部中央位置开设有圆形凹槽，圆形凹槽内放置底座；所述底座为上凹下凸结构，其上表面中央位置设有一圆形凹槽，用于安装镀件的一端，下表面凸出部嵌入电镀槽座内。

进一步，所述双层玻璃镀槽上下两侧分别有进水口与出水口，之间可通入恒温循环冷却水，保障电镀过程中镀液的温度为恒温水平。

进一步，所示阳极为带伸出部的圆筒结构，所述伸出部用于连接外部电源的正极。

进一步，所述密封垫片放置于底座的凹槽内，密封垫片的中心孔与底座的镀件安装凹槽相对应，密封垫片用于双层玻璃镀槽底部的密封，防止镀液渗出，其中密封垫片的中心孔应确保密封镀件的非镀区域。

进一步，所述阴极导出单元由阴极导出体、u型密封件、阴极触头、调整弹簧、减压弹簧及阴极导出端口组成，其中，阴极导出体为中空倒t型绝缘杆，阴极导出体中空内部放置套有调整弹簧的阴极触头，用底部带有螺纹的阴极导出端口将调整弹簧锁在阴极导出体内部；阴极导出体底部外围套入u型密封件，u型密封件底部中心开有一孔，与阴极导出体的底部中心孔对应，以用于安装镀件；阴极导出体的中部外围套入减压弹簧。

本发明的小管外壁电镀装置能实现针对锕系核素的管状靶件外壁电镀操作，其拥有良好的电场分布，溶液量少，能对局部区域进行密封操作，能实现电镀过程中溶液控温，该装置操作便捷，适应手套箱操作要求。

附图说明

图1为本发明电镀装置三维图；

图2为本发明电镀装置剖面图；

图3为本发明电镀装置阴极导出单元剖面图；

图4为本发明电镀装置端盖俯视图；

图5为本发明电镀装置电镀槽座三维图；

图6为阳极三维图；

图中，1.电镀槽座2.双层玻璃镀槽3.密封垫片4.端盖5.底座6.阴极导出单元7.缓震垫圈8.阳极环形垫圈9.阳极10.镀件11.阴极导出体12.u型密封件13.阴极触头14.调整弹簧15.减压弹簧16.阴极导出端口。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细阐述。

为解决传统零部件小管电镀镀液量大、电场分布不均、局部掩蔽困难的问题，本发明设计了一种针对小管外壁锕系核素电镀装置。该装置使用的镀液量少，电场分布均匀且无需使用胶带缠绕等掩蔽手段，尤其适宜于珍贵锕系原材料的手套箱内操作。

针对上图一个典型的镀件示意图(小管由电镀区域及非镀区域组成)，具体实施方式如下；

所述小管外壁电镀装置包括电镀槽座1，双层玻璃镀槽2，端盖4，底座5，阴极导出单元6，阳极9，镀件10组成；连接关系如图2所示，其中，电镀槽座1内部依次放置底座5，双层玻璃镀槽2放置于底座5的上表面，且双层玻璃镀槽2下端面与底座5上表面之间设有密封垫片3，；阳极9套入双层玻璃镀槽2内，双层玻璃镀槽2与阳极9的接触面之间设有阳极环形垫圈8，阳极环形垫圈8与阳极9紧密接触；所述阳极9的外径与双层玻璃镀槽2的内径匹配，可略小于双层玻璃槽2的内径，本发明小管外壁电镀装置将带阳极环形垫圈8的阳极9放置于双层玻璃镀槽2内，可通过调整阳极环形垫圈8的厚度，保障阳极9底部与双层玻璃镀槽2底部达到水平；镀件10为待镀金属小管，一端插入阴极导出单元6中，另一端插入密封垫片3中心小孔内；如图4所示，所述端盖4为带内螺纹的圆盖，中心开有定位孔，四周开有三个注液口，内部镶有缓震垫圈7的端盖4的中心定位小孔套入阴极导出单元6上端，缓震垫圈7与阳极环形垫圈8接触；通过旋转端盖4，使双层玻璃镀槽2与密封垫片3紧密结合，从而使得本发明小管外壁电镀装置完全密封。

电镀装置组装完全之后，将锕系核素电镀液通过端盖4的注液口加入镀槽内，同时将外部电源的正极与阳极9的阳极伸出部相连，将负极与阴极导出端口16相连，使体系形成回路。

进一步，如图5所示，所述的电镀槽座1为侧壁镂空的圆筒形杯状结构，其顶部有外螺纹，底部中央位置开设有圆形凹槽，圆形凹槽内放置底座5；所述底座5为上凹下凸结构，其上表面中央位置设有一圆形凹槽，用于安装镀件的一端，下表面凸出部嵌入电镀槽座1内。

进一步，所述双层玻璃镀槽2上下两侧分别有进水口与出水口，之间可通入恒温循环冷却水，保障电镀过程中镀液的温度为恒温水平。

进一步，如图6所示，所示阳极9为带伸出部的圆筒结构，所述伸出部用于连接外部电源的正极。

进一步，所述密封垫片3放置于底座5的凹槽内，密封垫片3的中心小孔与底座5的镀件安装凹槽相对应，密封垫片3用于双层玻璃镀槽2底部的密封，防止镀液渗出，其中密封垫片3的中心小孔应确保密封镀件的非镀区域。

进一步，如图3所示，所述阴极导出单元6由阴极导出体11、u型密封件12、阴极触头13、调整弹簧14、减压弹簧15及阴极导出端口16组成，其中，阴极导出体11为中空倒t型绝缘杆，其底部中心开有一小孔，与u型密封件12中心开设的小孔、底座5的镀件安装凹槽相对应、用于安装镀件。阴极导出体11中空内部放置套有调整弹簧14的阴极触头13，用底部带有螺纹的阴极导出端口16将调整弹簧14锁在阴极导出体11内部。阴极导出体11底部外围套入u型密封件12，u型密封件12底部中心开有一小孔有，与阴极导出体11的底部中心孔对应，用于安装镀件。阴极导出体11的中部外围套入减压弹簧15。

进一步，减压弹簧15的作用为减缓镀件承受密封盖带来的纵向压力，可保障镀件不易变形。由于u型密封件12的变形会导致镀件非镀区部分裸露，为确保镀件与u型密封件12之间的密封性，同时保证镀件与阴极触头13之间良好接触，在阴极导出端口16与阴极触头13之间增设调整弹簧14。镀件的加工尺寸有一定的公差，调整弹簧13与减压弹簧14可共同保障镀件的垂直度。

本发明利用小管外壁电镀装置实现了针对锕系核素的管状靶件外壁电镀操作，其中，通过此装置底座5的镀件安装凹槽与端盖4中心的定位圆孔，有效的将镀件垂直放置于阳极9的正中心，可确保镀件z轴方向各点与阳极9的间距完全一致，确保镀件均匀的电场分布及整个体系溶液量少。通过密封垫片3和u型密封件12可实现对镀件非镀区域的有效密封。

该装置操作简单，无需任何辅助工具就能在手套箱内轻松完成装置的组装和拆卸。电镀槽座1侧面的镂空结构，可便于在实验阶段对电镀过程的观测。端盖4的注液口可实现对电镀液的加、取以及过程取样。

本发明具有以下优点：

1)阳极固定悬挂于双层玻璃镀槽内以及端盖的中心开孔对中能保障多次电镀过程中镀件处于中心位置且与筒状网状阳极各方向极间距相等，在不施加搅拌的情况下得到均匀的镀件。2)同时针对两端常见的掩蔽区域，设计了密封垫片3及u型密封件12进行密封。3)靠阴极导出端口16及调整弹簧13与减压弹簧14能实现对阴极触点位置的调节，保障阴极良好接触的同时，降低对镀件的压力，保障镀件直径较小时，材质较软时不发生弯曲等形变。

镀件的加工尺寸有一定的公差时，本发明利用调整弹簧13与减压弹簧14可共同保障镀件的垂直度。

本发明所述具体实施方案只是各种可能中的一种较为容易的方式。所有相关实施案例均为示例性的而非穷尽性的，该发明绝不仅仅限于所述实施案例。在不偏离本发明的实施案例范围和精神的情况下，许多修改和变更都是可能的和显而易见的。