許忠國(guó)，湯慧萍

西北有色金屬研究院，金屬多孔材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安710016

摘要：本文通過(guò)多孔純鈦板表面電鍍鉑實(shí)驗(yàn)，研究了多孔純鈦板表面電鍍鉑時(shí)基體板材孔隙率的變化。結(jié)果表明，在多孔鈦板鍍鉑工藝中，隨著活化處理時(shí)間的延長(zhǎng)，多孔純鈦板孔隙率增加;隨著鍍鉑層厚度的增加，孔隙率降低。要精確控制電鍍后孔隙率的變化，目前尚存在困難。

關(guān)鍵詞：多孔純鈦板;電鍍鉑;孔隙率

1·前言

純鈦上鍍鉑電極具有良好的導(dǎo)電性、化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性、耐蝕性、機(jī)械強(qiáng)度和催化活性高、選擇性和實(shí)用性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于電子工業(yè)、冶金工業(yè)、貴金屬電鍍及水處理等行業(yè)[1]。

鈦是活性很強(qiáng)的一種金屬，在純鈦上直接電鍍鉑是非常困難的。尤其對(duì)于多孔純鈦板，其孔洞內(nèi)的除油、酸洗和活化是否徹底對(duì)鍍層的均勻性、基體與鍍層的結(jié)合力起著關(guān)鍵作用。在多孔材料鍍鉑工藝中，影響多孔材料孔隙率主要有兩個(gè)步驟，一個(gè)是材料在電鍍前的活化處理，另一個(gè)是在電鍍鉑鍍層的厚度，本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以為得到適當(dāng)孔隙率的鈦板材鍍鉑工藝提供指導(dǎo)。

2·實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)過(guò)程

2.1實(shí)驗(yàn)用多孔鈦板的生產(chǎn)

采用Ti純度≥99%，選擇粒度為-260目～280目氫化脫氫鈦粉，經(jīng)震動(dòng)裝粉，松裝燒結(jié)制備出厚度約為為0.25mm的多孔薄純鈦板。所制備的多孔純鈦板化學(xué)成分相關(guān)物理參數(shù)見表1和表2。

2.2多孔鈦板電鍍鉑

在電鍍前，多孔鈦板需經(jīng)過(guò)除油、除銹、活化處理，活化過(guò)程采用10%H2C2O4溶液，電爐加熱至沸騰。然后采用氨基磺酸鍍鉑溶液體系進(jìn)行電鍍鉑處理。

3·實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1活化過(guò)程對(duì)多孔鈦板孔隙率的影響

根據(jù)實(shí)驗(yàn)前活化處理工藝，可以看出，加熱時(shí)間是影響孔隙率變化的唯一因素。表3和圖1顯示同一塊多孔材料分別加熱30分鐘、40分鐘和60分鐘后檢測(cè)其孔隙率的變化和形貌。

圖1.活化不同時(shí)間對(duì)多孔鈦板孔隙率的影響

從表3和圖1中孔隙率數(shù)值和孔隙透光形貌可以看出，隨著活化時(shí)間的增加，鈦板的孔隙率增加。為控制板材原始孔隙率，并進(jìn)行充分活化，所以對(duì)多孔鈦板的活化處理時(shí)間有一個(gè)最佳時(shí)間，在保證活化效果的情況下，活化時(shí)間可以選擇為30分鐘。

3.2鍍層厚度對(duì)孔隙率的影響

多孔鈦板的電鍍采用氨基磺酸鍍鉑溶液體系，根據(jù)法拉第電解定律，電鍍時(shí)間和電流密度影響鍍層厚度，在電流密度不變的條件下圖2和表4顯示了不同電鍍時(shí)間對(duì)鍍層厚度的影響以及由此導(dǎo)致的孔隙率的變化?？梢钥闯?，鍍層與基體結(jié)合牢固，隨著電鍍時(shí)間的延長(zhǎng)，鍍層厚度增加，孔隙率降低，當(dāng)電鍍時(shí)間為30分鐘，鍍層為1.0μm時(shí)，降低的孔隙率抵消了活化處理導(dǎo)致的孔隙率增加，電鍍后孔隙率和原始鈦板孔隙率相同，當(dāng)電鍍時(shí)間超過(guò)30分鐘時(shí)，電鍍后孔隙率將低于原始板材孔隙率。

3.3不同批次鈦板鍍鉑前后孔隙率變化

不同批次鈦板經(jīng)過(guò)除油等前處理、活化30分鐘、電鍍60分鐘(鍍層厚度約2μm)后制備的批量樣品進(jìn)行抽檢，其結(jié)果如表5所示。從目前抽檢的結(jié)果看，在電鍍工藝相同的條件下，電鍍后孔隙率的變化呈現(xiàn)一定的波動(dòng)性和無(wú)規(guī)律性，所以要獲得精確的電鍍后孔隙率，目前還有一定的困難。

4·結(jié)論

(1)在電鍍的前處理過(guò)程中，活化過(guò)程對(duì)孔隙率的影響較大，活化時(shí)間越長(zhǎng)，多孔純鈦板的孔隙率增加越大。

(2)電鍍過(guò)程中鍍層的厚度影響多孔材料孔隙率的變化，鍍層越厚孔隙率降低越多。

(3)要精確電鍍后孔隙率的變化，目前還存在一定困難。

參考文獻(xiàn)

[1]杜繼紅,等.鍍鉑多孔金屬鈦性能的研究,表面技術(shù),2009.6.