三维通孔的铝合金芯材，选择主合金化元素为镁的铝合金，采用“真空压力浸渗”铸造工艺三者的结合，使复合阳极表层铅合金与芯材铝合金之间形成“物理结合”与“冶金结合”，确保铝基体与铅合金之间的“长效无缝”结合。克服了现有技术所制备的铝基铅复合阳极存在铝基体与铅合金表层难以长效结合以及工艺复杂的缺陷。
[0028]本发明方法所制备阳极的电导率与抗拉强度均高于现有平板铅阳极，主要是由于制备芯材的铝合金的成分类似于ZL101A，有研宄表明(见“特种铸造及有色合金，2010，30 [12]: 1162-1165”)，该类合金在 20°C 时的电导率为 23.20-23.78MS.πΓ1，经过Τ6处理后的抗拉强度可达285MPa，即选用铝合金的电导率接近铅的5倍、抗拉强度接近高强铅合金的15倍，且铝合金的孔隙率小于40%，用该铝合金为基体制备出来的复合材料的导电性与机械强度均优于现有平板阳极，完全满足湿法冶炼提取有色金属工艺中电沉积的要求。
[0029]本发明所研制阳极的质量较平板阳极有了较大幅度的减轻。如果采用40%孔隙率的泡沫铝为基体，泡沫铝厚度为4_，铝表层的铅合金厚度为2_，那么，本发明阳极的质量与平板阳极相比降低20%以上；如果采用30%孔隙率的泡沫铝为基体时，那么本发明阳极降低了接近30 %。如果所采用铅合金阳极中含有I %的Ag，那么，本发明可以大量节约贵金属，相对于现有技术而言，阳极成本可以大大降低。
[0030]本发明方法所制备阳极的表面铅合金层可以人为控制，在满足表层铅服役寿命的前提下，可以尽量减少铅合金的用量及贵金属的用量，低成本制备长寿命阳极材料；另外，本发明可以针对不同电解体系制备相应的阳极，如针对电沉积锌时，采用Pb-Ag合金为铅合金表面层；用于铜电积体系时，选用Pb-Ca-Sn铅合金表面层。
[0031]因此，本发明与公知技术相比，拥有如下的主要优点与积极效果:
[0032](I)与公知技术相比，本发明所述复合阳极的铝/铅界面可实现“长效无缝”结合；
[0033](2)本发明技术所制备阳极具有良好的导电性与机械力学性能；
[0034](3)本发明阳极的重量较传统平板阳极有较大幅度的减轻，可有效降低阳极制造的原料成本；
[0035](4)本发明可针对不同电解体系制备出相对应的阳极材料，并且阳极寿命可以人为控制。
【附图说明】
[0036]附图1为本发明铝基铅复合阳极结构示意图；
[0037]附图2为附图1是A-A剖视图；
[0038]附图3为附图1的I部放大图；
[0039]附图4为附图2的II部放大图；本发明铝基铅复合阳极用坯体示意图；
[0040]附图5为本发明铝基铅复合阳极装模后的结构示意图；
[0041]附图6为本发明铝基铅复合阳极在“真空压力浸渗”容器中的装配示意图。
[0042]图中，101铝合金芯材；102铅合金面板，201浸渗孔；200模具；300铅块；313真空阀；323入口阀；
[0043]333---卸压阔。
【具体实施方式】
[0044]下面结合附图对本发明的实施作进一步说明，但本发明并不受此限制。
[0045]参见附图1、2、3、4、5、6。
[0046]实施例1锌电积用铝基铅银复合阳极的制备
[0047]本实施例制备的铝基复合铅阳极具有夹心结构，其芯材为具有设有横向和纵向通孔的“三维通孔结构”的铝合金，在铝合金芯材(101)的“三维通孔结构”中填充铅合金，在铝合金芯材的表面为铅合金面板层(102);铝合金芯材(101)的厚度为4mm ;铅合金面板
(102)的厚度为2mm ;铝合金芯材的孔隙率为30%，“三维通孔结构”中填充的铅合金以及铝合金芯材中各组分的质量百分含量为:
[0048]Iwt% Mg,4wt% Si, Iwt% Cu，余量为销；
[0049]铅合金面板采用铅银合金，银含量为0.6-0.8wt% ；
[0050]其制备方法，包括如下步骤:
[0051]第一步:“三维通孔结构”铝合金芯材的表面处理
[0052]首先，将铝合金芯材悬空在密闭反应釜中的硝酸溶液液面上，加热硝酸溶液进行对芯材的氧化反应，反应完成后，将芯材洗涤。所述的硝酸溶液的浓度为65-68%，其体积占密闭反应釜体积的5% ;所述的氧化反应是加热硝酸溶液到60°C，恒温氧化时间30min。
[0053]然后，将铝合金芯材置于含氢氧化钠50g/l的碱液中，在50°C温度下处理lOmin，由于Al2O3与Al都能与碱发生反应，这些反应一方面可以去除铝表面的氧化皮，另一方面还可以在铝表面形成微孔，然后用去离子水漂洗干净、烘干；
[0054]第二步:装模
[0055]按设计的复合铅阳极外形结构制备模具(200)，模具(200)上表面预留浸渗孔(201);首先，将铝合金芯材(101) —端固定在模具(200)上表面，另一端延伸至模具型腔中，且延伸至模具型腔中的铝合金芯材(101)端部距模具(200)下表面的距离为铅合金面板(102)的厚度；将模具(200)整体安置在“真空压力浸渗”容器中，并将铅块(300)堆放在模具(200)上表面，然后，密封“真空压力浸渗”容器；在“真空压力浸渗”容器上设有连接真空系统的真空阀(313)、连接加压系统的惰性气体入口阀(323)以及卸压阀(333)；
[0056]第三步“真空压力浸渗”铸造
[0057]将“真空压力浸渗”容器整体置于加热炉中，关闭“真空压力浸渗”容器上的入口阀(323)和卸压阀(333)，启动真空系统，将“真空压力浸渗”容器内抽真空到1Pa后，启动加热炉，升温到380°C，保温50min后，使堆放在模具(200)上表面的铅块(300)熔化，铅熔体经模具上表面预留的浸渗孔(201)浸渗至模腔，包裹延伸至模具型腔中的铝合金芯材(101)，然后，打开入口阀(323)，通入惰性气体，至“真空压力浸渗”容器内的压力达到lOOMpa，保压60min，进行浸渗后，压力作用下的铅熔体会完全填充铝合金芯材(101)基体中设置的横向和/或纵向通孔，并浸渗至铝合金芯材(101)外表面以及横向和/或纵向通孔内表面的微孔中，一方面，与铝合金芯材实现物理结合；另一方面，利用保温保压的条件，使铝合金芯材中的合金化元素镁与铅熔体之间形成Mg-Pb或Al-Mg-Pb合金，实现铝合金芯材基体/铅界面的“冶金结合”;保持压力在lOOMpa，以1-5°C /min的降温速率随炉降温到150°C以下，先关闭入口阀，然后，打开卸压阀卸压，出炉空冷，得到铝基复合铅阳极。
[0058]本实施例所制备阳极的重量较传统平板铅银阳极降低25%以上，相当于银含量节省了 25% ;导电率较平板阳极提高了 130%，抗拉强度为平板阳极的5.5倍；采用新阳极的槽电压降低了 125mV ;阳极寿命提高25%。这些数据表明，本发明所研制阳极的性能较平板阳极有了大的提高。
[0059]实施例2铜电极用铝基铅复合阳极的制备
[0060]本实施例制备的铝基复合铅阳极具有夹心结构，其芯材为具有设有横向和纵向通孔的“三维通孔结构”的铝合金，其面板为铅合金层；铝合金芯材(101)的厚度为4mm;铅合金面板(102)的厚度为2mm ;铝合金芯材的孔隙率为40%，铝合金芯材中各组分的质量百分含量为:
[0061 ] 1.5wt% Mg，4wt% Si, 1.5wt% Cu，余量为销；
[0062]铅合金面板采用Pb-Ca-Sn合金，具体组分配比为0.8wt% Ca，Iwt % Sn，余量为铅;
[0063]其制备方法，包括如下步骤