阳极及其制造方法_3

文档序号:9692730阅读:来源:国知局
。为了在熔融后的低熔点金属或低熔点合金中固定棒11,使用以与铸模10的宽度大致相同的大小形成为板状、且形成了供棒11贯穿的通孔12的固定板13。
[0064]固定板13以与铸模10平行并且不会自铸模10悬浮的方式盖在铸模10的开口部上。另外,固定板13设为可靠地保持位置精度以使得每次重复铸造时适当地盖在铸模10上的结构。因此,在固定板13上,如图5所述,以成为L字状的方式在一个短边的底面上安装有高度与铸模10的厚度相同、且长度与固定板13的短边相同的精度维持构件14。
[0065]该精度维持构件14在将固定板13盖到铸模10上时以沿着铸模10的外侧的面滑动的方式进行嵌合。由于精度维持构件14形成为与铸模10的高度相同的高度,因此能够维持固定板13的高度精度,而且由于长度形成得与固定板13的长度相同,因此通过将端部14a对齐铸模10的角部10b而能够维持供棒11贯穿的通孔12的位置精度。精度维持构件14只要能够维持较高的位置精度,就不限定于上述结构。
[0066]优选的是,用于形成贯通孔7的棒11使用具有耐热性并且与金属之间的润湿性较差的材料以使得即使在使低熔点金属或低熔点合金凝固之后也易于拆卸。例如,优选的是使用由聚四氟乙烯构成的棒11。
[0067]棒11的大小需要具有贯穿要铸造的电极板2所需的充分的长度和与螺栓5的直径相当的直径。棒11的数量、插入棒11的间隔与螺栓5的数量和位置相对应。
[0068]在使用这种铸模10等制造电极板2的情况下,在铸模10内将低熔点金属或低熔点合金加热至熔点以上、低熔点金属或低熔点合金充分地熔融且在铸模10内扩散的状态下,将棒11贯穿于通孔12的状态下的固定板13以棒11与形成贯通孔7的部分相对的方式盖在铸模10上,向熔融的金属中插入棒11。然后,在插入了棒11的状态下进行静置并使金属冷却固化。然后,从通孔12中拔出棒11,从铸模10中取下固化后的金属而获得形成有贯通孔7的电极板2。在该电极板2的制造方法中,为了在直至插入棒11为止的期间维持低熔点金属或低熔点合金的熔融状态,优选的是对铸模10进行加热。
[0069]然后,在电极板保持构件4的与导电连接构件6相连接的端部形成贯通孔8,在导电连接构件6的与电极板2的贯通孔7和电极板保持构件4的贯通孔8相对的位置形成供螺栓5贯穿的贯通孔9。贯通孔8、9的形成方法例如可列举借助于一般的钻头的切削加工。
[0070]接着,在像上述那样获得的电极板2的保持构件安装面2a上安装保持构件3而制造阳极1。使电极板2与电极板保持构件4对接,利用两块导电连接构件6从两侧夹住已对接的部分,使螺栓5贯穿通电极板2的贯通孔7、电极板保持构件4的贯通孔8以及导电连接构件6的贯通孔9,紧固螺栓5与螺母,从而使电极板2与保持构件3成为一体,获得阳极1。
[0071]上述阳极1的制造方法说明了保持构件3是如图1所示的结构的情况,但是根据保持构件3的结构利用适合于各种结构的安装方法进行制造。
[0072]在上述内容中,对使用了具有贯通孔7的电极板2的阳极1的制造方法进行了说明,接着,说明使用了具有槽部7a的电极板2的阳极1的制造方法。
[0073]具有槽部7a的电极板2能够使用图6所示的铸模15来进行制造。铸模15在足够厚度的石墨碳制的板上形成有与电极板2的大小相当的凹部15a,在与槽部7a相当的位置形成有从内壁突出的凸部15b。在铸模15的凹部15a,为了更容易地取出冷却固化后的电极板2,也可以以内壁从底面朝向开口扩展的方式设置角度。
[0074]在制造电极板2时,在铸模15内将低熔点金属或低熔点合金加热至熔点以上、使低熔点金属或低熔点合金充分地熔融并在铸模15内扩散之后,使金属冷却固化。然后,从铸模15中取下固化后的金属而获得形成有槽部7a的电极板2。
[0075]在该电极板2的制造方法中,由于不必如上述那样形成贯通孔7,因此不必在铸模15内以熔融的状态保持电极材料的低熔点金属或低熔点合金,因此也可以在另一容器中将低熔点金属或低熔点合金熔融之后,使其流入到铸模15的凹部15a而获得电极板2。
[0076]由于在铸模15上形成有用于形成槽部7a的凹部15b,因此能够仅通过在铸模15内使低恪点金属或低恪点合金恪融并冷却固化、或者使恪融后的低恪点金属或低恪点合金流入并使金属冷却固化来制造形成有槽部7a的电极板2。由此,与形成有贯通孔7的电极板2相比,能够容易且高效地制造已形成有槽部7a的电极板2。
[0077]在使用已形成了槽部7a的电极板2的情况下,可以是,首先使螺栓5贯穿电极保持构件4和导电连接构件6的贯通孔8、9,预先松弛地紧固螺栓5与螺母,之后,在以螺栓5嵌入到电极板2的槽部7a的方式插入电极板2之后牢固地紧固螺栓5与螺母,获得使电极板2与保持构件3—体化的阳极1。
[0078]根据以上的阳极1的制造方法,通过在电极板2中使用具有100°C?250°C的低熔点的低熔点金属或低熔点合金而能够容易地熔融,通过利用铸模对熔融后的低熔点金属或低熔点合金进行成形而能够获得电极板2,仅通过使保持构件3、例如图1中的导电连接构件6与所获得的电极板2的保持构件安装面2a面接触并进行安装,就能够高效地制造阳极1,该阳极1能够在电极板2与保持构件3之间的连接部分抑制由电阻引起的温度上升,电极板2不会熔融,而且即使因电阻加热而多少产生了软化,也能够防止脱落。另外,根据该阳极1的制造方法,能够高效地制造阳极1,即使在通入了较大的电压、电流的情况下,通过使保持构件3以面接触的方式进行安装,也能够抑制由电阻引起的温度上升,电极板2不会熔融,能够防止脱落。
[0079]另外,在阳极1的制造方法中,在以图2所示的结构制造图1所示的阳极1的情况下,如图4和图5所示,在形成电极板2的供螺栓5贯穿的贯通孔7时,仅通过将被固定板13定位后的棒11插入到熔融了的低熔点金属或低熔点合金,就能够容易地制造已形成有贯通孔7的电极板2。由此,在以图2所示的结构制造图1所示的阳极1的情况下,通过使用具有贯通孔7的电极板2,从而能够仅通过利用螺栓5将导电连接构件6连接于该电极板2来制作阳极,因此能够高效地制造阳极1。
[0080]在制造图3所示的结构的阳极1的情况下,仅通过向图6所示那样的铸模15流入熔融的低熔点金属或低熔点合金,就能够获得形成有槽部7a的电极板2,因此能够更容易地制造电极板2。另外,在以图3所示的结构制造阳极1的情况下,不用使导电连接构件6自电极板保持构件4完全分离,在松弛了螺栓5的状态下将电极板2以螺栓5进入到槽部7a的方式插入到两块导电连接构件6之间,之后利用螺栓5牢固地进行紧固,从而能够连接电极板2与电极板保持构件4。在使用了形成有槽部7a的电极板2的情况下,特别是在将使用完毕的电极板2更换为新的电极板2时能够容易地进行更换,因此能够更高效地进行阳极1的制造。
[0081 ] 实施例
[0082]以下,说明应用了本发明的具体的实施例,但是本发明并不限定于这些实施例。
[0083]<实施例1>
[0084]在实施例1中,以与如图2所示的使用了形成有贯通孔的电极板的阳极相同的结构来制作图1所示的阳极。
[0085]使用铸模(参照图5)通过熔化铸造来制作厚4mm、长宽27cm的四方的尺寸的铟电极板。
[0086]铸模是在厚30mm、长宽30cm的四方的石墨碳上施加深15mm且长宽27cm的凹部而制作的。固定板是从长65mm、宽35cm、高35mm的石墨碳的块切削成长60mm、宽30mm、高30mm的板状而制作的。安装于固定板的精度维持构件的尺寸d(参照图4)设为与石墨碳的厚度相同的30mm,长度设为与固定板的宽度30mm相同。在固定板上,等间隔地挖出4个直径5mm的通孔。此处,通孔的位置以在距电极板的上边15mm的距离的线上隔开6.8cm间隔的方式进行配置。另外,关于用于形成螺栓的通孔的棒,准备了 4根直径5mm长度3cm的特氟龙(注册商标)制的棒。
[0087]使用像上述那样制作的铸模等像下述这样铸造铟电极板。在ASONE公司制的大型加热板(HP—422341、3001^30011)上放置制作的铸模,在其上放置200(^的铟金属。在该状态下将加热板加热至约300°C并进行保持。在铟金属完全熔化了时,将安装于固定板的精度维持构件的端部对齐铸模的一个角进行放置并向4个通孔内插入特氟龙(注册商标)制的棒直至尽头,之后进行冷却。在铟金属冷却至室温以后,拔出特氟龙(注册商标)制的棒,在卸下固定板之后使铸模翻转。固化后的铟金属能够快速地从铸模剥离并取出。所获得的铟电极板的厚度约为4mm。
[0088]接着,将铟电极板安装于像下述这样制作的保持构件。作为保持构件,是与图1所示的保持构件相同形状的铜材料,准备被成形为上边的长度为40cm并将下边缩小至27cm的形状的电极板保持构件和导电连接构件,用钛覆盖表面。在从电极板保持构件的下边向上方15mm的距离的线上以中心彼此隔开6.8cm间隔的方式挖出4个供5mm的螺栓贯穿的通孔。向这样的保持构件与铟电极板的通孔内贯穿螺栓,使用螺栓和螺母在4个部位进行接合。铟电极板与保持构件成为一体而得到的阳极的从上到下的长度为40cm。
[0089]使用像上述那样制作的阳极进行电解。电解装置20使用了图7所示的装置。作为电解液21,准备硝酸钱浓度为1 m ο 1 / L的硝酸钱水溶液10 0 L,向该硝酸钱水溶液中加入硝酸而将pH制作为4
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