钛阳极在钢铁行业中的应用-第六版-第二版
钛的应用及金属钛的制备工艺
2.4 电化学还原法 电化学还原法是将钛中固溶氧的浓度降到检出界限以下 。 [18]
D.G. 等人认为除氧的过程中，O2 以 CO2 或 CO 的形式析出，钙
[6] 姜保国 , 付忠国 , 张殿英 . 纯钛金属板螺钉内固定治疗锁骨骨折 [J]. 中国矫形 外科杂志 ,2000(12):89-90,100.
[7] 张艳成 . 钛及钛合金材料在建筑上的应用现状和前景分析 [J]. 稀有金属与硬质 合金 ,2013,41(05):36-38,61.
[8] 钛合金在三大领域的应用现状及前景展望 [J]. 利泰金属 . [9] 黄晓艳 , 刘波 , 李雪 . 钛合金在军事上的应用 [J]. 轻金属 ,2005(09):51-53. [10] O.Schauerte,Titanium in automotive production.Advanced Engineering
2.3 电解精炼法 电解精炼法主要是以钛或其合金为可溶性阳极，以铜棒为
阴极，在熔盐电解质中进行电解，从而提纯钛金属。该工艺能有 效除去杂质气体以及碳、硅等非金属杂质和铁、锡、钼等金属杂 质 [17]。陈付时 [17] 采用电解精炼法在离子浓度为 3%~6% 的电解质 溶液中，其平均价 2.2~2.3，初始阴极电流密度为 0.3~1.5A/cm2， 阳极电流密度为小于 4.5A/cm2 电解温度为 1073~1123K 时提取 效果较好。电解反应如下 ：
钛具有良好的耐热性使得钛金属在航空航天领域和军工领域 都有诸多的应用。金属钛及其合金是制造高温部件的重要材料。 如飞机发动机、燃烧室、涡轮盘、涡轮轴 [8] 以及火箭和飞机的喷 口等大多由钛及其合金制得。钛作为一种极好的绝热材料，热导 率仅为铁的 1/5，铝的 1/10，使得钛成为能源效率极高的材料。 1.4 耐蚀性
钛阳极基础知识及应用
钛阳极基础知识及应用一、钛阳极详解什么是钛阳极？钛阳极全称叫钛基金属氧化物涂层钛阳极（MMO）。
也叫KSA阳极。
（尺寸形状稳定型阳极）。
它以钛为基板，在钛基板上刷涂贵金属涂层，使其具有良好的电催化活性及导电性。
钛阳极分类：按照在电化学反应中阳极析出气体来区分，析出氯气的称析氯阳极，如钌系涂层钛电极：析出氧化的称为析氧阳极，如铱系涂层钛电极和铂钛网/板。
析氯阳极（钌系涂层钛极）：电解液中氯离子含量高：一般在盐酸环境及电解海水，电解食盐水环境。
如钌铱钛阳极，钌铱锡钛阳极。
析氧阳极（铱系涂层钛电极）：电解液一般为硫酸环境。
对应我公司产品为铱钽阳极，铱钽锡阳极，高铱阳极。
镀铂阳极（白金钛网/白金钛板）：钛为基材。
表面镀上贵金属铂，镀层厚度一般为1-5um（微米）。
白金钛网网孔规格一般为12.7*4.5mm 或6*3.5mm.二、钛阳极优点现阶段国内钛阳极主要以刷涂为主。
这样的电极有很非常广泛的应用，钛阳极以其轻巧灵活的制作工艺，又被称为DSA阳极，比起同类阳极钛阳极优越性能有以下几点;1．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的情况下进行。
2．工作电压低，电能消耗小，直流电耗可降低10-20%。
3．钛阳极工作寿命长，耐腐蚀性强。
4．可克服石墨阳极和铅阳极的溶解问题，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。
5．电流密度高，过电位小，电极催化活性高，可有效捉高生产效率。
6．可避免铅阳极变形后的短路问题，提高电流效率。
7．形状制作容易，可高精度化。
8．钛基体可重复使用。
9．较低的过电位特性，电极间表面及电极的气泡容易排除，可有效降低电解槽电压。
电积提取金属是将经浸出、净化处理的电解液中的待提取金属离子在阴极还原，制得纯金属的一种方法由Ti基体和被覆其上的贵金属和（或）贵金属氧化物电化学活性层组成。
在电解冶金中，可以替代常规的铅合金阳极，在相同的条件下，可以降低电压，节约电能消耗。
钛基贵金属氧化物涂层电极的应用进展
钛基贵金属氧化物涂层电极的应用进展蒋玉思;张建华;黄奇书;王继民【摘要】与传统的铅基合金阳极、石墨阳极相比，钛基贵金属氧化物涂层电极具有较高的电催化活性、更好的化学稳定性。
介绍了贵金属氧化物涂层钛电极的分类、优点，综述了涂层钛电极的典型应用，指出了应用中存在的问题，并展望了涂层钛电极未来的发展方向。
%The noble metal oxide coated titanium electrodes have higher electro-catalytic activity and chemi-cal stability than traditional Pb-based anodes and graphite anodes.The categories,advantages,typical applica-tions,and defects in the applications of the coated titanium electrodes were introduced.In addition,the develop-ment of coated titanium electrodes in future was prospected.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】4页(P16-18,30)【关键词】涂层钛电极;贵金属氧化物;电积;电镀;应用【作者】蒋玉思;张建华;黄奇书;王继民【作者单位】广东省工业技术研究院广州有色金属研究院，广东广州 510651;广东省工业技术研究院广州有色金属研究院，广东广州 510651;广东省工业技术研究院广州有色金属研究院，广东广州 510651;广东省工业技术研究院广州有色金属研究院，广东广州 510651【正文语种】中文【中图分类】TQ150.1在能源紧张、环境恶化的背景下，传统的石墨阳极和铅基合金阳极因高能耗、短寿命、维护频繁或铅污染而阻碍了其在化工、冶金、电镀、防护、环保等行业的发展，人们从而转向研究低能耗、长寿命的新型涂层阳极。
电镀钛阳极
电镀钛阳极电镀钛阳极是一种常见的电镀工艺，用于在钢铁、铝合金等材料表面形成一层耐腐蚀、具有高亮度和装饰性的钛层。
本文将从电镀钛阳极的原理、工艺流程、应用领域等方面进行介绍。
一、电镀钛阳极的原理电镀钛阳极是利用电解作用，在金属基体表面形成一层钛金属薄膜的过程。
具体来说，电镀钛阳极的原理是通过在电解液中加入钛盐，将阳极材料与阴极材料分别连接至电源的正负极，使阳极材料上的钛阳离子被还原成钛金属，在阴极材料上形成一层钛层。
电镀钛阳极的工艺流程一般包括以下几个步骤：1.基材处理：首先，需要对待镀钛的基材进行处理，通常包括去油、去锈、酸洗等步骤，以保证基材表面的清洁度和光洁度。
2.阳极制备：将选择的阳极材料进行切割、打磨等处理，以获得适合电镀的阳极片。
3.电解液配置：根据实际需要，选择合适的电解液，通常包括钛盐、酸性溶液等，按照一定比例进行配置。
4.电镀过程：将经过处理的基材和阳极片分别连接至电源的正负极，放入电解槽中进行电镀。
通过控制电流密度、电镀时间等参数，使钛阳离子在基材表面沉积形成钛层。
5.后处理：电镀完成后，需要对镀层进行清洗、除杂等处理，以提高钛层的质量和光洁度。
三、电镀钛阳极的应用领域电镀钛阳极具有很广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：1.装饰性应用：电镀钛阳极可以在各种金属基材表面形成一层金黄色或灰色的钛层，具有高亮度和装饰性，常用于珠宝、手表、汽车零部件等产品的表面加工。
2.耐腐蚀应用：钛金属具有良好的耐腐蚀性能，电镀钛阳极可以在金属材料表面形成一层钛层，提高基材的耐腐蚀性能，常用于船舶、化工设备、海洋工程等领域。
3.电子工业应用：电镀钛阳极可以提高金属材料的导电性能和抗氧化性能，常用于电子元器件、半导体器件等领域。
4.医疗器械应用：钛金属具有生物相容性好、不易引起过敏反应等特点，电镀钛阳极可以在医疗器械表面形成一层钛层，常用于人工关节、牙科种植等领域。
电镀钛阳极是一种常见的电镀工艺，通过在金属基体表面形成一层耐腐蚀、具有高亮度和装饰性的钛层，实现对基材的保护和改性。
钛合金阳极氧化
钛合金阳极氧化钛是地壳中储量较丰富的元素之一，它在地壳中的丰度约为0.64%,在结构金属中仅次于铝、镁和铁居第四位，1791年英国矿物爱好者W.Gregoy在黑色磁铁矿中发现了化学元素Ti，在分析这种钛铁矿时把它称为Menachanite ；1795年, 德国化学家Klaproth在分析匈牙利Boinik出产的一种红金石时，发现一种新的金属，称其为titanium。
钛及钛合金在工程上应用较晚，直到1952年才正式作为结构材料使用，这主要是因为钛和氧、氮、氢和碳等元素有很强的亲和力，并易产生化学作用，致使钛及其合金的生产成本较高的缘故。
近年来钛及钛合金因其具有优良的机械性能在现代工业中得到了广泛应用。
钛合金作为工程结构材料，与其它金属相比，钛合金具有密度小，相当于铁的57%；比强度高，如Ti-6A1-4V 钛合金的比强度为21.7，而LY12铝合金为16.7 ;高耐酸性，纯钛在硝酸以及在常温5 %以下的硫酸、盐酸、磷酸中有较好的耐腐蚀性，在海水中几乎不被腐蚀；同时钛合金拥有优良的高、低温力学性能，TC11钛合金能在600 C的高温下长期稳定工作，在-200 C低温下仍能保持很好的塑性；另外，钛合金还具有无磁、良好的弹性、形状记忆、吸氢、超导、低阻尼、高抗冲击强度、耐压、抗震、与复合材料有良好的相容性等性能。
钛及其合金作为21世纪最重要的工程金属，以其优异的性能而被广泛用于航空航天、舰船、汽车、医疗、化工等行业。
但钛合金不耐磨，与其它金属易产生接触腐蚀等问题限制了其应用范围。
因此适当的表面处理以增强钛合金的耐蚀性、耐磨性及装饰性具有重要的现实意义。
传统的钛合金表面处理技术有许多不足之处，例如，工艺复杂、成本高、电解液对环境不友好等。
钛合金的特性(1) 钛合会的最主要性能之一是密度小，比强度高。
钛的密度为4. 5 g /cm 3，在常用金属中只有铝的密度为2. 7 g/cm'比它轻，但铝合金的强度较低，而低碳锏7. 86 g/ca。
钛及钛合金阳极氧化
航空精密制造技术 !"#!$#%& ’()*+,+%& -.&/0.*$/(+&1 $)*2&%3%14
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材料 ・ 热工艺
钛及钛合金阳极氧化
刘天国， 张海金
（中国航空工业第六!九研究所， 湖北 襄樊
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保 " 阳极氧化起始电流密度为 !01"!0’6 7 8$4， 继续氧化 持此电流密度逐步将电压升至 !113!419， 电流密度自动降至 !01310#6 7 8$4。 #13’1$%& ， # 草 酸 阳 极 氧 化 获 得 的 氧 化 膜 厚 度 仅 104 3 呈浅灰色， 有一定耐磨性和抗腐蚀性。若在 10#$$ ， 可以提高氧化膜的耐磨性。 25以下进行阳极氧化， !"#"$ 脉冲阳极氧化 含量及工艺条件： !溶液成分、 硫酸 #:13#;1* 7 , 磷酸 !(3#4* 7 , 温度 阴阳极面积比 脉冲时间 脉冲次数 电流密度 氧化时间
钛阳极简介
原理金属氧化物涂层钛电极，按照在电化学反应中阳极析出气体来区分，用于阳极上析出氯气的称为析氯阳极，如钌系涂层钛电极；用于阳极上析出氧气的为析氧阳极，如铱系涂层钛电极。
涂层钛电极最早是1965年H.Beer发明的。
涂层钛电极问世后，显示出无比卓越的性能，很快在许多电解工业获得广泛应用，经国计民生带来很大好处。
优点经过多年工厂生产和研究发现，与传统的石墨电极、铅基合金电极相比，钛电极的优点有：（1）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;(2)工作电压低,因此电能消耗小,直流电耗可降低10%---20%.(3)钛阳极工作寿命长,隔膜法生产氯气工业中,金属阳极耐氯和碱的腐蚀,阳极寿命已达6A以上,而石墨阳极仅8个月;(4)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.(5)可提高电流密度.(6)氯碱生产中,使用钛阳极后,产品质量高,氯气纯度高,不含CO2,碱浓度高,可节省加热用蒸气,节省能源消耗.(7)耐腐蚀性强.(8)可避免铅阳极变形后的短路问题,因而可提高电流效率.(9)钛电极重量轻,可减轻劳动强度.(10)形状制作容易,可高精度化.(11)基体可反复使用应用涂层钛电极的应用:氯碱工业,氯酸盐工业,次氯酸盐工业,高氯酸盐的生产,电解法制造铜箔,过硫酸盐电解,电解有机合成,电解提取金属,电解银催化剂的生产,电解氧化法回收汞,电解水,二氧化氯的制取,医院污水处理,电镀工业,生活用水和食品用具的消毒,发电厂冷却循环水的处理,电解法制取酸碱离子水,钢板镀铬\镀钯\镀金\镀钌,电渗析法淡化海水,具体可见东莞市升瑞资公司网站有详细介绍 .产品应用领域涉及化工,冶金,水处理,环保,电镀,电解有机合成,及其他电解行业钛电极的发展以及制造工艺最早在1786至今200多年。
电解的过程是将电能转换成化学能。
最具代表的烧碱工业水溶液电解工业很能说明电极材料发展史。
钛合金新型阳极氧化及电镀工艺研究
钛合金新型阳极氧化及电镀工艺研究【摘要】钛合金在工业中的应用十分广泛，钛合金自身具有优良的机械性能，这也就得益于钛合阳极氧化与电镀工艺技术。
阳极氧化及电镀工艺能够有效提升钛合金表面硬度，强化其装饰性效果，且对增强其耐磨性与可焊接性具有重要价值，是确保钛合金应用范围、延长使用寿命的主要工艺技术。
作为钛合金使用中不可或缺的一环，阳极氧化及电镀工艺具有重要价值，为探讨钛合金新型阳极氧化及电镀工艺，文章展开相关理论及技术工艺研究，以为当下钛合金电镀工艺技术提供优化措施。
【关键词】钛合金新型阳极氧化电镀工艺钛合金作为工程金属，其性能优异被广泛的应用于航空航天、汽车、化工等行业中。
但钛合金不耐磨，且与其他金属接触容易出现腐蚀问题，这也就限制着钛合金的应用。
为提升钛合金表面耐腐蚀性、耐磨性与装饰性，需要就其表面处理技术进行优化应用。
传统钛合金表面处理技术工艺复杂，且部分技术成本较高，在应用过程中存在明显的限制性，因此文章就钛合金表面处理问题及新型钛合金表面处理工艺进行研究分析。
一、钛合金新型阳极氧化技术1.1技术概况阳极氧化是钛合金常用的一种表面防护处理方法。
钛的阳极氧化主要是指以电化学方式使阳极上生成氧，并与阳极钛表面产生反应形成氧化膜。
研究表明，包含钛金属在内的众多金属及其合金材料均能能通过阳极氧化处理形成保护膜，其中以钛合金为主的金属材料商业价值较高，被广泛进行阳极氧化技术的处理。
微弧氧化作为钛合金阳极氧化技术，此项技术在钛合金中的应用主要是将碳合金放置于电解质的水溶液中，利用电化学方法，采用高压大电流的阳极氧化，在阳极氧化电压超过临界值后，钛合金材料表面的初始氧化膜被破坏，从而产生微区弧光放电并在瞬间形成超高温区域，在此过程中钛金属能够不断进行相关反应，从而形成非金属陶瓷膜。
1.2钛合新型金阳极氧化技术钛合金新型抑弧阳极氧化工艺作为此次研究的新型阳极氧化技术，其主要是将钛合金放置于自行研发的符合电解液中进行阳极氧化的处理。
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高速电镀锌（锡）的流程
入口段（主要测厚） 清洗（酸洗、脱脂、电解） 表面烘干 高速电镀（锌、锡、镍） 出口段
后处理（主要为活化、磷化、耐指纹）
电镀槽的种类
带钢电镀锌（锡）阳极对比
1、 Zn、Sn为阳极： 极间距变化大、电极更换劳动强度大、电解质离子浓度及ph值不稳定. 2、铅合金阳极：
造成镀液铅污染、需要添加SrCO3、能耗高.
修复阳极片的制作过程
使用过的旧板 去离子水清洗 超声波清洗 检验 酸洗蚀刻 烘干 高温碱熔 粗糙度检验 表面涂层 去离子水清洗 喷砂粗化 高温热沉积
循环：30-35次
焊接修磨 高温退火
冷却
出厂
导电面镀白金
导电面研磨
冷校平
涂层检测
高温烧结
实列产品图片
高速水平电镀锌生产线用小阳极板
导电位置白金涂层
修复前后对比
4、在高密度的情况下，保证在>60,000KAH /m2(实际使用：5000小时）
5、导电面接触面积大于:>90%.
钛基贵金属氧化物阳极的技术优点：
1. 技术支撑背景： a. 北京冶金设备研究院 b. 华东师范大学 c. 南京航天航空大学 2. 阳极优点 1. 通过严格控制热分解温度，使表面的90%以上贵金属颗 粒直径小于<100nm. 降低电极的平均电流密度，延长使 用寿命 2. 导电层采用水溶性电镀的方法，镀层更加均匀，电流分 布更加均匀，不容易发热. 3. 表层贵金属涂层中间，增加特种的金属颗粒，更加抗镀 液的冲刷腐蚀. 4. 在基材和涂层的中间，设置了高抗氧化的中间层. 5. 在达到同等的使用寿命，尽量降低涂层的贵金属用量， 从而降低涂层的成本
修复前 修复后
实列产品图片
阳Байду номын сангаас导电底座示意图
钛阳极的检测方式
检测导电面表面的平面度
检验平台
阳极板修复完毕对照
阳极板的修复前示意图
1. 2. 3. 4. 表面的划痕深度：0.2mm-3mm， 划痕的宽度20mm-30mm 表面涂层基本全部脱落 背面的白金涂层基本全部脱落 小阳极基本不能上机使用
阳极板的修复后示意图
天津市热联涂层钢板有限公司
2010
新做
谢谢各位领导！
带钢电镀锌（锡）钛基贵金属氧化物阳极加工工艺流程
钛基贵金属氧化物阳极的电化学性能检测及指标
1、强化寿命： 检测条件：4mol/L硫酸，60000A/m2，温度50~60度，极间距30mm 性能指标：大于120000KAH /m2
2、阳极析氧过电位：
检测条件：4mol/L硫酸，10000A/m2，温度50~60度，极间距30mm 性能指标：小于1.600V（Vs.SCE) 3、涂层的电阻：<1微欧
1. 表面的划痕深度：<0.1mm,基本看 不出 表面重新涂上贵金属氧化物涂层 背面的导电白金涂层修复完毕
2. 3.
钢铁行业的业绩表
单位名称 山东华仁（青岛）钢业开发有限公司 邯郸钢铁有限公司 中冶连铸技术工程股份有限公司 广州斗原钢铁有限公司 玹徹电镀锌钢板(广州)有限公司 无锡新大中薄板有限公司 大正钢铁工业有限公司（马来西亚） 中冶京诚工程技术有限公司 投产时间 2005年 2008年 2003年 备注 新做+修复 新做+修复 新做+修复 阳极修复 阳极修复 新做+修复 阳极修复 新做
3、钛基贵金属氧化物阳极： 阳极使用寿命大幅提高,同时减少电极的更换时间、提高生产的产量 使用过程中对镀液无任何污染、对环境无任何污染
镀层厚度均一、阴阳极间距小、大幅度节约能耗.
带钢能够在高电流密度下运行.
钛基贵金属氧化物阳极的技术参数
钢带高速电镀锌（锡）--钛阳极 1. 2. 3. 4. 5. 6. 电解质：硫酸（20%）+硫酸锌 电流密度：<12000A/M2 温度：60-75℃ 使用时间：不少于6个月（>5000小时） Ph值：<1 主要成分：IrO2+X
不溶性阳极在钢铁行业中的应用
苏州市枫港钛材设备制造有限公司 2013-08
公司简介
苏州市枫港钛材设备制造有限公司成立于1993年，位于苏州高新技术产业开发区， 公司注册资金1320万元，占地面积：20000平方米，是一个进行专业研制和生产稀有金属 化工设备、不溶性阳极、成套电解装置的民营高科技企业。 近几年来，国内外市场对电镀锌、锡薄板材需求旺盛 。我公司便联合北京冶金设备 研究所、华东师范大学、 南京航天航空大学，开始研发新型电镀槽和特种阳极技术，经 过10年多的潜心研究与实验，成功开发了带钢高速电镀锌生产用特种阳极技术，打破了 当今世界上带钢连续电镀锌生产线核心工艺设备技术由日本新日铁和奥地利安德里茨公 司垄断的局面，形成了日本、奥地利、中国在电镀锌生产线核心工艺设备技术领域三足 鼎立的新格局，使我国挤身于带钢连续电镀锌工艺设备技术的先进行列. 现在，我公司研制并生产的的高速电镀锌（锡）不溶性阳极，已成功应用于上海宝 钢、邯郸钢铁有限公司、山东华仁（青岛）钢业开发有限公司 等客户，并赢得了客户的 一致好评！
主要客户： 1. 邯郸钢铁有限公司 2. 青岛华仁钢铁有限公司
钛基贵金属氧化物阳极
优点： 1、钛作为带钢镀锌（锡）的阳极基体，价格相对比较便宜，机械加工容易， 可以确保加工尺寸精确,同时精确的电极与钢板之前的距离 2、钛的密度比较小，操作的劳动强度小，便于维护与更换 3、使用寿命长，超过60,000KA〃H /m2 4、钛阳极基体可以重复使用，节约成本； 5、阴阳极极间距小且稳定，可以节约能耗. 6、可以使用低等级的锌作为原料，节约了生产成本 7、镀层均与，操作方便. 8、解决了电镀锌边缘增厚的问题 缺点： 1、使用贵金属二氧化铱，成本较高； 2、当二氧化铱涂层有破损，钛基体会被氧化，导致二氧化铱涂层快速脱落， 阳极失活（采用增加保护层技术，已将该问题解决）