钛基镀铂的技术现状及应用

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1、钛基镀铂的技术现状及应用课程名称：贵金属电镀的技术现状、应用及发展方向学生姓名：学号：班级：材料081日期：2011年12月30日钛基镀铂的技术现状及应用摘要：复合阳极是通过适当的工艺将铂复合在钛基体上，主要介绍了复合阳极的主要制备工艺及应用领域。指出了各种方法的优缺点及发展方向，水溶液电镀是目前最常用的制备钛基铂的方法。铂复合电极强度高，耐腐蚀性、导电性好，催化活性高，主要应用于阴极保护、电析金属、离子水制备等领域中。关键词：钛基镀铂、水溶液电镀、熔盐电镀、刷镀0前言自1896年起，电解工业用石墨阳极历时70多年之久；1968年比尔的Ru

2、O，一TiO，涂层研究成果在意大利的DeNora公司的氯碱厂实现了工业化，从此电极进入了钛电极时代。这种氧化物涂层阳极商业上称之DSA(DimensionallyStableAnode)。随着析氯型金属阳极在氯碱_工业的成功应用，启发人们在析氧领域也使用涂层金属阳极。在电化学领域，铂作为阳极材料使用，其性能优良，特别是在酸性介质中的电化学阳极析氧过程，铂的抗氧化性能与电催化性能是其他材料难以媲美的[。所以，在许多重要的电化学生产领域，如过氧化氢、过硫酸铵等的生产都以铂作为阳极材料。但铂资源稀缺、价格昂贵，为了降低成本又保持铂阳极的优良性能，

3、研究用镀铂材料代替纯铂制品，已取得了很好的效果。经研究发现，钛、钽、铌是合适的基体材料，这三种金属不但耐腐蚀性强，而且是阀性金属，阀性金属具有单向载流的性质，在一定的电位下，它们的表面可以形成一层氧化膜，这样把铂复合在这些基体上，在通阳极电流时，即使基体有孔，在孔处也不会发生腐蚀，因为有孔的基体处将自动的产生氧化膜。1钛基镀铂的电镀工艺钛基电剧镀铂的工艺流程为：预处理钛片→电净→水洗→活化→蒸馏水洗→电刷镀铂→蒸馏水洗→吹干。1.1钛基预处理目前，镀铂溶液种类繁多，在不少基体上都可进行电镀铂，但在钛基上镀铂比较困难。这是因为钛是一种极易钝化

4、的金属，表面钝化膜使镀层与基体不能紧密结合，难以获得结合良好的镀层，必须进行前处理，除掉钝化膜，使钛表面生成一层活性膜——氢化钛膜，氢化钛与钛基体和镀层之间形成一定的金属键，从而保证钛基体与镀层结合良好。1.1.1侵蚀工艺侵蚀的目的在于除去钛表面的钝化膜，一般在浓度较高的硝酸——氢氟酸体系中进行。温度为室温，时间为5min～10min，侵蚀液的配比：HF(40%)，50ml/L～70ml/L；HNO3(65%)，50ml/L～100ml/L；H2O2(30%)，100ml/L～200ml/L。1.1.2活化工艺活化的目的是在钛材表面生成活性

5、膜。钛材经活化处理后得到的活性膜为氢化钛(TiH2)，呈灰黑色，在基体钛、氢化钛和镀层金属中，各自形成的能带，由于其能量相近，发生了能量重迭，形成了准金属键，从而得到结合良好的镀层。经活化处理后的钛片方可放入镀液中进行镀铂。1.2电镀工艺1.2.1水溶液电镀水溶液电镀铂是目前应用较多的铂复合方法。它的溶液种类主要分酸性和碱性两大类，碱性镀铂溶液有：以二亚硝酸二氨铂为主盐即P盐镀铂溶液，以六羟基铂酸钾为主盐的强碱性镀铂溶液等。酸性镀铂溶液有氨基磺酸型镀铂溶液和硫酸盐DNS镀铂溶液等。(1)氨基磺酸型镀铂液的操作条件为铂(以P盐计)10～20g

6、/L，电流密度100～500A/m2，氨基磺酸50～100g/L，pH<2，温度60～80℃。P盐为主盐，氨基磺酸为络合剂，能提高阴极极化，使镀层结晶细致光亮。从此类镀液可获得光亮厚铂层。(2)DNS镀液是一种强酸性新型镀液，此种铂盐溶液能镀厚铂，镀层表面光亮，可以在各种基材上电镀。它的操作条件为：H2Pt(NO2)2SO4(以铂计)5～20g/L，电流密度50～300A/m2，硫酸调节pH<2，温度30～70℃从此类镀液可以获得光亮较厚的镀层，且操作温度低，电镀过程不会析出气体，不会给镀层造成针孔和疏孔的危险，电镀过程需要搅拌。但此类镀液

7、电流效率低，主盐二硝基硫酸铂的制备也较P盐要麻烦。水溶液电镀铂的镀液种类无非都是基于上述几种类型，如想有新的突破，作者认为应研究新的铂化合物及合适的添加剂，加强铂化合物的离解机理研究以发明新的镀液。此外，还需加强电镀工艺研究及基材前处理研究。1.2.2熔盐电镀熔盐镀铂是从本世纪30年代开始的。在熔融氰化物槽中，难熔金属表面的钝化膜可能被溶解，时电解质中不存在氧成分，故基体和镀层结合较牢，镀层是可延性和没有应力的。熔盐电解质制备方法是:将53%的氰化钠和47%的氰化钾首先置于陶瓷坩埚中预烧熔，待温度高于熔点50℃时(550℃)，将两块铂电极插

8、入熔体中并通电，当铂离子浓度约0.3%时，便可电镀。阴极电流密度为30～300A/m2，电流效率65%～98%。除了熔样时呵暴露在空气中，其余时间一律用氩气保护。因电镀时．阳极电