一种十字插接网状钛电极阳极的制作方法

本实用新型涉及电极阳极制造领域，具体属于一种十字插接网状钛电极阳极。

背景技术：

钛阳极就是钛基金属氧化物涂层中的阳极。根据其表面催化涂层不同分别具有析氧功能、析氯功能。一般电极材料要具有良好的导电性，极距变化小，耐腐蚀性强，机械强度和加工性能好，寿命长，费用低，对电极反应具有良好的电催化性能，目前钛是最能满足以上综合要求的金属，一般采用工业纯钛TA1\TA2。

钛阳极具有以下优点：钛阳极工作寿命长；可克服石墨阳极和铅阳极溶解问题，避免对电解液和阴极产物的污染，因而可提高金属产品纯度；可提高电流密度；金属阳极的采用使电解槽构造得以改善，降低了电能消耗，从而提高了生产性能；采用了DSA，水银法及隔膜法食盐电解槽的设计概念和操作条件得以改进，能耗得以降低；阳极尺寸稳定，电解过程中电极间距离不变化，可保证电解操作在槽电压稳定情况下进行。可避免铅阳极变形后的短路问题；钛阳极重量轻，可减轻劳动强度；开关制作容易，可高精度化；工作电压低，因此电能消耗小，可节省电能消耗。

传统的用于制氧设备的钛电解阳极为了尽可能扩大接触面积，往往使用网状电极制成。但是传统的网状电极为单片结构，在生产过程中，需要控制网状电极片间的间距，以免出现搭接、弯曲等引起的电极间的不良误触，以及间距过近可能引起的尖状金属生成，并造成阴阳极短路击穿。此外，网状电极片间的误触可能导致设备短路，直接导致严重的生产事故，网状电极片上保护涂层的剥落则可能引起网状电极片的钛电极核心暴露，在局部形成一个小的电池反应，加速局部电极的溶解，最终导致网状电极片的结构变形，间接可能导致更加严重的生产事故。

但是网状电极片间间距过远则将大幅降低生产效率，大幅浪费电解液中的位置，减低生产速率。而且现有的网状电极的电极孔尺寸不均匀，导致电极内部出现大小不一的电动势，发热现象严重。

在现有网状电极片的加工基础上，受到网状电极片间的间距干扰，以及单片网状电极片的加工误差，以及内部的电流干扰，难以确定阳极电流密度，对镀层质量影响很大，过高过低都会产生质量低下的镀层。电流密度还直接决议镀层堆积速率，影响生产功效。

技术实现要素：

本实用新型的至少一个目的是提出一种十字插接网状钛电极阳极，在解决上述技术问题的基础上，能够提高电极在电解液中的空间利用率；使电极间间距可以控制，且能保证电极的强度，使之在生产反应中不易出现弯曲、搭接、击穿等生产事故；还能通过电极片之间的位置关系，直接而简单地确定出十字插接网状钛电极阳极的阳极电流密度，并达到一定的精度。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种十字插接网状钛电极阳极，包括第一网状电极片(1)、第二网状电极片(2)，所述第一网状电极片(1)的一端具有引线连接部(3)，其特征在于：所述第一网状电极片(1)具有不止一个第一电极片网状孔(11)，所述第二网状电极片(2)具有不止一个第二电极片网状孔(21)，所述第一网状电极片(1)长度方向的轴线处靠近所述引线连接部(3)的一端具有一个第一中轴(12)，所述第一中轴(12)远离所述引线连接部(3)的一端具有一个第一插接槽(13)，所述第二网状电极片(2)的长度方向的轴线处的一端具有第二中轴(22)，所述第二网状电极片(2)的长度方向的轴线处的另一端具有第二插接槽(23)，所述第一网状电极片(1)与所述第二网状电极片(2)通过所述第一插接槽(13)与所述第二插接槽(23) 间的配合插接安装，并在所述第一网状电极片(1)所在的平面与所述第二网状电极片(2)所在的平面间形成一定的角度。

进一步的，作为本实用新型实施例的一种改进，一种十字插接网状钛电极阳极，其特征在于，所述第一网状电极片(1)所在的平面与所述第二网状电极片(2)所在的平面间形成的角度为直角。

进一步的，作为本实用新型实施例的一种改进，一种十字插接网状钛电极阳极，其特征在于，所述第一网状电极片(1)所在的平面与所述第二网状电极片(2)所在的平面间形成的锐角大小为α，且α大于15°小于75°。

进一步的，作为本实用新型实施例的一种改进，一种十字插接网状钛电极阳极，其特征在于，所述第一电极片网状孔(11)与所述第二电极片网状孔(21)的形状与大小相同。

进一步的，作为本实用新型实施例的一种改进，一种十字插接网状钛电极阳极，其特征在于，所述第一电极片网状孔(11)与所述第二电极片网状孔(21)的每个孔的一对相邻边长分别为a、b，且3mm ≥a≥b≥0.5mm。

进一步的，作为本实用新型实施例的一种改进，一种十字插接网状钛电极阳极，其特征在于，所述第一插接槽(13)与所述第二插接槽(23)的槽宽大于所述第一中轴(12)与所述第二中轴(22)垂直于所述第一网状电极片(1)与所述第二网状电极片(2)方向的高度。

进一步的，作为本实用新型实施例的一种改进，一种十字插接网状钛电极阳极，其特征在于，所述第一插接槽(13)与所述第二插接槽(23)的长度大于所述第一中轴(12)与所述第二中轴(22)沿所述第一网状电极片(1)与所述第二网状电极片(2)中轴方向的长度。

进一步的，作为本实用新型实施例的一种改进，一种十字插接网状钛电极阳极，其特征在于，所述第一网状电极片(1)与所述第二网状电极片(2)通过所述第一插接槽(13)与所述第二插接槽(23)间的配合插接安装，并在所述第一网状电极片(1)所在的平面与所述第二网状电极片(2)所在的平面间形成一定的角度后，通过焊接的方式固定所述第一网状电极片(1)与所述第二网状电极片(2)的相对位置。

进一步的，作为本实用新型实施例的一种改进，一种十字插接网状钛电极阳极，其特征在于，当所述第一电极片网状孔(11)与所述第二电极片网状孔(21)的每个孔的一对相邻边长间的夹角接近直角时，所述十字插接网状钛电极阳极的表观电流密度Ia通过以下公式确定：

上式中的a为所述第一网状电极片(1)所在的平面与所述第二网状电极片(2)所在的平面间形成锐角的大小，a、b为所述第一电极片网状孔(11)与所述第二电极片网状孔(21)的每个孔的一对相邻边长，I为载荷电流大小。

进一步的，本实用新型还提供了一种电镀设备，包括钛电极阳极，其特征在于，所述钛电极阳极为上述实施例中任一所述的十字插接网状钛电极阳极。

基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：

首先，采用十字网状结构的钛电解阳极，能够最大程度地发挥钛作为阳极金属的优势，尽可能地扩大与电解液的接触面积，加快反应速度，提高生产效率；并采用有效的支撑方案，有效防止网状电极片间因操作不当或间距过近而出现的搭接或短路击穿现象，保证设备和人员的安全。

其次，网状电极片内的每个网状孔都严格控制尺寸和大小，且网状电极片之间的夹角也保持恒定，使通过实验能够极其精准地修正网状电极所具有的表观电流密度，为电镀操作提供可靠的操作参数。

第二，网状电极片表面覆盖有钝化层，该钝化层经草酸表面腐蚀以及铱镣依附，能够有效抵抗电解液中氢离子/氟离子的腐蚀，增加有效工作时长。

最后，网状电极片与网状电极片之间除插接外，还使用了焊接方式，不但防止接触焊接这种压力焊接方式对薄板结构的破坏，导致薄板结构可能出现的变形，还防止了氩孤焊过高的局部温度对薄板结构的不利影响，提高了网状电极片的焊接强度且保证了其平面基本平整，尤其是焊接连接区域相对平整。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所提供的一种十字插接网状钛电极阳极的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的一种十字插接网状钛电极阳极的另一角度的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例所提供的一种十字插接网状钛电极阳极的正视图；

图4为本实用新型实施例所提供的一种十字插接网状钛电极阳极的第一网状电极片的立体结构示意图；

图5为本实用新型实施例所提供的一种十字插接网状钛电极阳极的第一网状电极片的正视图；

图6为本实用新型实施例所提供的一种十字插接网状钛电极阳极的第二网状电极片的立体结构示意图；

图7为本实用新型实施例所提供的一种十字插接网状钛电极阳极的第一网状电极片的正视图；

附图标记：1、第一网状电极片，2、第二网状电极片，3、引线连接部，11、第一电极片网状孔，12、第一中轴，13、第一插接槽， 21、第二电极片网状孔，22、第二中轴，23、第二插接槽。

具体实施方式

下面可以参照附图图1～图7以及文字内容理解本实用新型的内容以及本实用新型与现有技术之间的区别点。

下文通过附图以及列举本实用新型的一些可选实施例的方式，对本实用新型的技术方案包括优选技术方案做进一步的详细描述。

需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本实用新型的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本实用新型提供的任一技术手段进行替换或将本实用新型提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。

本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本实用新型提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。

本实用新型的至少一个目的是提出一种十字插接网状钛电极阳极，在解决上述技术问题的基础上，能够提高电极在电解液中的空间利用率；使电极间间距可以控制，且能保证电极的强度，使之在生产反应中不易出现弯曲、搭接、击穿等生产事故；还能通过电极片之间的位置关系，直接而简单地确定出十字插接网状钛电极阳极的阳极电流密度，并达到一定的精度。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种十字插接网状钛电极阳极，包括第一网状电极片1、第二网状电极片2，所述第一网状电极片1的一端具有引线连接部3，其特征在于：所述第一网状电极片1具有不止一个第一电极片网状孔11，所述第二网状电极片2具有不止一个第二电极片网状孔21，所述第一网状电极片1长度方向的轴线处靠近所述引线连接部 3的一端具有一个第一中轴12，所述第一中轴12远离所述引线连接部3的一端具有一个第一插接槽13，所述第二网状电极片2的长度方向的轴线处的一端具有第二中轴22，所述第二网状电极片2的长度方向的轴线处的另一端具有第二插接槽23，所述第一网状电极片1与所述第二网状电极片2通过所述第一插接槽13与所述第二插接槽23间的配合插接安装，并在所述第一网状电极片1所在的平面与所述第二网状电极片2所在的平面间形成一定的角度。

进一步的，作为本实用新型实施例的一种改进，一种十字插接网状钛电极阳极，其特征在于，所述第一网状电极片1所在的平面与所述第二网状电极片2所在的平面间形成的角度为直角。

进一步的，作为本实用新型实施例的一种改进，一种十字插接网状钛电极阳极，其特征在于，所述第一网状电极片1所在的平面与所述第二网状电极片2所在的平面间形成的锐角大小为α，且α大于15°小于75°。

进一步的，作为本实用新型实施例的一种改进，一种十字插接网状钛电极阳极，其特征在于，所述第一电极片网状孔11与所述第二电极片网状孔21的形状与大小相同。

进一步的，作为本实用新型实施例的一种改进，一种十字插接网状钛电极阳极，其特征在于，所述第一电极片网状孔11与所述第二电极片网状孔21的每个孔的一对相邻边长分别为a、b，且3mm≥a≥b ≥0.5mm。

进一步的，作为本实用新型实施例的一种改进，一种十字插接网状钛电极阳极，其特征在于，所述第一插接槽13与所述第二插接槽23的槽宽大于所述第一中轴12与所述第二中轴22垂直于所述第一网状电极片1与所述第二网状电极片2方向的高度。

进一步的，作为本实用新型实施例的一种改进，一种十字插接网状钛电极阳极，其特征在于，所述第一插接槽13与所述第二插接槽 23的长度大于所述第一中轴12与所述第二中轴22沿所述第一网状电极片1与所述第二网状电极片2中轴方向的长度。

进一步的，作为本实用新型实施例的一种改进，一种十字插接网状钛电极阳极，其特征在于，所述第一网状电极片1与所述第二网状电极片2通过所述第一插接槽13与所述第二插接槽23间的配合插接安装，并在所述第一网状电极片1所在的平面与所述第二网状电极片 2所在的平面间形成一定的角度后，通过焊接的方式固定所述第一网状电极片1与所述第二网状电极片2的相对位置。

进一步的，作为本实用新型实施例的一种改进，一种十字插接网状钛电极阳极，其特征在于，当所述第一电极片网状孔11与所述第二电极片网状孔21的每个孔的一对相邻边长间的夹角接近直角时，所述十字插接网状钛电极阳极的表观电流密度Ia通过以下公式确定：

上式中的a为所述第一网状电极片1所在的平面与所述第二网状电极片2所在的平面间形成锐角的大小，a、b为所述第一电极片网状孔11与所述第二电极片网状孔21的每个孔的一对相邻边长，I为载荷电流大小。

进一步的，本实用新型还提供了一种电镀设备，包括钛电极阳极，其特征在于，所述钛电极阳极为上述实施例中任一所述的十字插接网状钛电极阳极。

基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：

首先，采用十字网状结构的钛电解阳极，能够最大程度地发挥钛作为阳极金属的优势，尽可能地扩大与电解液的接触面积，加快反应速度，提高生产效率；并采用有效的支撑方案，有效防止网状电极片间因操作不当或间距过近而出现的搭接或短路击穿现象，保证设备和人员的安全。

其次，网状电极片内的每个网状孔都严格控制尺寸和大小，且网状电极片之间的夹角也保持恒定，使通过实验能够极其精准地修正网状电极所具有的表观电流密度，为电镀操作提供可靠的操作参数。

第二，网状电极片表面覆盖有钝化层，该钝化层经草酸表面腐蚀以及铱镣依附，能够有效抵抗电解液中氢离子/氟离子的腐蚀，增加有效工作时长。

最后，网状电极片与网状电极片之间除插接外，还使用了焊接方式，不但防止接触焊接这种压力焊接方式对薄板结构的破坏，导致薄板结构可能出现的变形，还防止了氩弧焊过高的局部温度对薄板结构的不利影响，提高了网状电极片的焊接强度且保证了其平面基本平整，尤其是焊接连接区域相对平整。

下面，简单介绍本实用新型钛阳极的制作工艺：

一、选料

1.选料是加工工艺的第一步，也是比较重要的一部。要根据客户图纸要求选择相应的牌号、规格的材料，而选料的好坏，会直接影响到阳极的质量与使用；2.选料时要注意，钛网：不可以有断丝、断根出现，钛板：板型要好选择较平整的板子，同时注意表面不能有起皮、分层、裂纹、等缺陷。选择合适的材料减少损耗。

二、下料

1.确定制作某个设备或产品所需的材料形状、数量或质量后，从整个或整批材料中；2.取下一定形状、数量或质量的材料的操作过程； 3.再选好料后，根据图纸、及客户要求做出一定的形状，数量。划线、打点做记号，打孔。是否需要打磨，其中要严格根据图纸的要求去操作。合理的计划加工工艺，减少损耗；4.下料要有精度。

三、焊接

经过下料、打孔后一些产品就需要焊接了，钛材料的焊接主要采用氩弧焊的方法，只有相同的材料才能焊接在一起。板、管焊接方式是先采用点焊进行固定，之后焊满、而对于网子只能进行电焊。

四、喷砂

1.通过喷砂机借助压缩空气动力，喷射到钛基体表面的一种处理过程。沙料喷射到基体进行冲击研磨，把表面的杂质、杂色及氧化层清除掉，同时喷砂机使钛基体表面粗化，提高钛表面有效接触面积，增强涂层与太表面的附着力；2.喷砂的要点，喷射的麻点、麻面要均匀，不能漏喷。

五、酸洗

1.酸洗工艺的酸洗液一般为多种酸的混合物，主要有硫酸、硝酸和氢氟酸等，这些混合酸的腐蚀性很强，同时具有很强的氧化性、较高的腐蚀介质的温度，这对防腐材料的耐蚀性能提出了很高的要求。根据一定的比例在沸水中倒入草酸，将基材放进煮锅中进行煮、泡； 2.草酸不但可以有效的去除退火时基材上发蓝的氧化皮，同时又能通过腐蚀使基材表面更粗糙、去除了表面杂质；3.酸洗时要经常注意钛基体的变化，以防变成草酸钛。

六、退火

1.退火是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却的一种金属热处理工艺；2.在下料时，有些材料本身是带有弯曲或变形的，我们可以通过一些方法与工具进行简单的校正，使之不过分的影响接下来的工作。但是在经过焊接的局部高温与喷砂的气压后，钛基材的变形就会很明显；3.退火可以使已经变形的板子(网) 恢复平整状态；4.将板子(网子)放在一张非常厚的钢板上，要求放平整、对齐边角。再放一张同样的钢板在板子(网子)上，对角上螺丝。使下两张钢板充分的对中间的板子(网子)进行挤压。之后送入温度500左右的炉子中进行加热校形，达到一定时间后，保温2小时。

七、配液

按照客户要求实际需求去配置贵金属溶液。通常配液都是在计划好刷层的前一天配好的，因为配好的液体要经过一段时间的晾制后才能使用的。在晾制的同时，需要不停地搅拌，防止液体沉淀。

八、刷涂、烘烤、氧化

1.将配好的贵金属液体，用刷子均与的刷涂在基体上，进烘干炉进行烘干，使液体快速的与基体结合，也防止液体顺基体向下流时所留下的痕迹。烘干后，进已经达到一定温度的炉子保温一定时间拉出，使其自然冷却、氧化。再进行刷涂。重复：刷涂、烘干、加热保温、冷却；2.前5次刷涂时，液体可以多涂，可以填充基体表面。后面需要少刷液体，使液体刷涂的更均匀，同时也可以覆盖前面刷花的地方，使涂层美观。刷涂时要求戴口罩，环境、通风、无尘、特别是不可以见水。以保证液体的纯净，板面的美观。

九、检验

不仅是生产过程实时监控，生产后再产品数量、规格等再次检查，通过强化寿命测试后，包装发货。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

在本实用新型的描述中如果使用了术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等，那么上述术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备、机构、部件或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。