[0010]直接电沉积设备安装方式为轴线与地面垂直安装，上端盖13在上，下端盖5在下；阴极管10两端有法兰，分别用螺丝与上端盖13的预埋内螺母17和下端盖5的预埋内螺母20连接；用上盖密封槽18和下盖密封槽19内的密封圈密封；与上端盖13相连接的一端称为上端，与下端盖5相连的一端称为下端；上端盖帽14的多头内螺纹与上端盖13的多头外螺纹相连接且与外界密封；阴极内衬4长度与阴极管10上下法兰之间的距离相等，插装入阴极管10内，下端插入阴极管10内壁与下端盖5的凸台22之间，上端内面插装压环16 ；压环16、下端盖5的凸台22和阴极内衬4的自然张力使其与阴极管10内面帖紧；阳极管9和阳极帽15组成阳极，阳极帽15外有两个密封槽11，可装密封圈使阳极管9与阳极帽15连接处密封，阳极管9为壁厚为3毫米左右的钛管，内外壁烧结了铱钽合金涂层，下端焊接在端面平板上的阳极进液管1，上端与阳极帽15相连；阳极的阳极进液管I插装入下端盖5中心孔内；阳极帽导柱27插入上端盖帽导柱26内，阳极通过上端盖帽导柱26和下端盖5中心孔使其与阴极管10同心，通过阳极锁紧螺母3固定，阳极支撑柱25端面的密封槽21内的密封圈起密作用；电源的阳极接线柱用阳极线螺母2压紧接在阳极进液管I上，电源的阴极接线柱接在阴极管10法兰之间的任何部位。
[0011]循环罐盛装含金属离子溶液，循环泵入口与循环罐相连接，出口与阳极进液管I相连通，上端盖13的出液孔12与循环罐相连通，循环罐里的含金属液体经泵加压通过阳极进液管I进入阳极管9内部，导流挡板7挡住了液流不能直接冲向阳极管9上部，只能通过导流板6之间的空间流出，经导流板6的液流就会顺导流板6的方向旋转向上流动，有一定压力的液流再经过阳极管9壁上的斜小孔8，直接喷射向阴极内衬4内表面，也使液流在阳极与阴极内之间的空腔内旋转向上流动，再经上端盖出液孔12流回循环罐。
[0012]由于进入阳极管9内的液流有不定的压力和速度，如果没有导流挡板7，阳极管7壁上的小孔8为均布排列时，液流就会冲向阳极管9上部，在液体充满电沉积装置内部的情况下，下部的液压大于上部，液流会优先流向压力低的地方，所以大部分液体就会优先从阳极管9上部小孔中喷出，剩余液体遇到阳极帽15上板后从四周折反向下流动，在阳极管9内产生涡流，能耗会增加；还有就是进入阳极管9的液流有一定的速度，根据流体力学原理，与液流面接触面的压力就会小于外界的压力，所以还有可能会使阳极管9壁外的液体通过小孔8流入阳极管9内，使液流没有喷射到阴极内衬4上反而回流，因阴极内衬4上部液流喷射及液流旋转，很好地破坏了浓差极化，阴极内衬上部的沉积的金属质量好，致密，表面光洁，而下部就很差，晶格粗，生长快，有时会出现粉末，很快会使阳极和阴极接通面短路，无法沉积。
[0013]阳极管壁上的小孔轴线与阳极管外圆柱面交点处的切面是成45°左右而不是90°的直孔，如果是直孔那么液流只是直接喷射到阴极衬套4的内表面，液流不会旋转，喷射到的地方沉积的很好，而没喷射到的地方就沉积得差，电沉积金属的质量得不到保证，当沉积的厚度比较大时这种现象更为明显；阳极管壁上的孔的数量有限，不可能很多，多的话一是起不到喷射用，二流量会很大，耗能就会增大，所以要用尽可能少的小孔来达到很好的破坏浓差极化的效果，阳极管9上的小8孔的排列方式为:轴向从阳极进液管I到阳极帽15方向，孔距为等差数列，公差为正；径向相邻两列各孔为错位排列，每个小孔都在其相邻两孔轴向的中间；通过小孔8轴线与阳极管9外圆柱面的交点的切面和小孔8的轴线成45°左右夹角；与此切面垂直且通过小孔8轴线的平面与阳极管9轴线成向上15°左右的夹角。可以达到很好的效果。
[0014]本直接电沉积设备通过调整阳极和阴极的极距，阳极上小孔的数量和角度，再配合循环流量和压力，能很好地破坏电沉积过程中的浓差极化，电化学极化等，使金属离子在阴极上顺利地还原沉积在阴极表面，可使很多金属都能进行直接电沉积，电积液金属离子浓度低(只要几克/升就可电积)，添加剂用量少，电沉积后的电积液金属离子含量极小(可小于I克/升)，电沉积液循环流量小，压力低，电积金属纯度高，电能转化效率高；电沉积液在密封的容器内循环，无酸雾和废气自由排放，可实现自动化、连续化生产；真正的低能耗、低污染环境的新型直接电沉积设备。本直接电沉积设备可单个使用，也可若干个并联或串联使用。
【主权项】
1.一种直接电沉积设备，其特征在于:由阴极管、阴极内衬、压环、阳极、上端盖，上端盖帽、下端盖、出料阀等组成；外部附属设备有循环罐，循环泵及循环管路，电沉积电源、阳极接线柱和阴极接线柱、控制系统等。2.根据权利要求1所述的直接电沉积设备，其特征在于:下端盖为耐腐蚀的非金属绝缘材料注塑而成；内底面为斜面，斜面的最低处有出料孔，可接阀门；下端盖上端有凸台，有密封圈槽，有预埋螺母；下端盖中部有阳极支撑柱，端面有密封圈槽，中心有通孔。3.根据权利要求2所述的下端盖，其特征在于:下端盖底面到另一端端面的距离大于阳极支撑柱的端面的距离；凸台外边有比较大的倒角；预埋螺母是在注塑成型时预先埋好的。4.根据权利要求1所述的直接电沉积设备，其特征在于:阳极由阳极管和阳极帽组成，阳极管一端有阳极进液管，另一端与阳极帽套接；阳极管内有导流板和导流上档板，阳极管壁上有若干个小孔通孔，套装阳极帽一端阳极管总长的五分之一左右没有小孔。5.根据权利要求4所述的阳极，其特征在于:导流板为流线孤形板，以阳极轴线为中心，均布焊接在阳极管端板的内平面上，孤线的切线方向与阳极壁小孔的轴线方向一致，导流挡板为一圆板，板的一面为平面，另一面的中间为内圆孤锥面，外围为平环面，平环面与导流板点焊连接。6.根据权利要求4所述的阳极，其特征在于:阳极壁上的若干个小孔的排列方式为:轴向从阳极进液管到阳极帽方向，孔距为等差数列，公差为正；径向相邻两列各孔为错位排列，每个孔都在其相邻两孔轴向的中间。7.根据权利要求5所述的阳极，其特征在于:通过小孔轴线与阳极管外圆柱面的交点的切面和小孔的轴线成45°左右夹角；与此切面垂直且通过小孔轴线的平面与阳极管轴线成向上15°左右的夹角。8.根据权利要求1所述的直接电沉积设备，其特征在于:上端盖，上端盖帽和阳极帽都为耐腐蚀的非金属绝缘材料注塑而成；上端盖上有多头外螺纹和出液孔，上端盖帽上有多头内螺纹。9.根据权利要求8所述的上端盖，其特征在于:上端盖的出液孔在外壁上，电沉积液流方向与阳极管上的小孔液流方向一致；出液孔轴线与其外切圆切线平行。
【专利摘要】一种直接电沉积设备，包括阴极、阴极内衬、压环、阳极、阳极帽、上端盖，上端盖帽、下端盖、出料阀等。所述上端盖和下端盖与阴极上下法兰用螺丝连接，用耐酸O型密封；上端盖帽与上端盖为多头螺纹连接；阳极在阴极正中间，通过下端盖和上端盖帽中心定位，保证阴极和阳极同心；阴极内衬装在阴极内壁上，靠自身的弹力和压环与阴极内壁贴紧；本发明能有效克服浓差极化和电化学极化，电沉积液循环流量小，压力低，电积金属纯度高，电能转化效率高；无酸雾和废气自由排放；本直接电沉积设备可单个使用，也可若干个并联或串联使用；实现自动化、连续化生产。
【IPC分类】C25C7/02
【公开号】CN104911637
【申请号】CN201410443287
【发明人】李新华
【申请人】李新华
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2014年9月2日