钛基镀铂的技术现状及应用
涂铂钛阳极的应用-概述说明以及解释
涂铂钛阳极的应用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：涂铂钛阳极作为一种重要的表面涂层材料，在工业界和科研领域中具有广泛的应用。
涂铂钛阳极可以提供优异的耐腐蚀性能、优良的导电性能以及良好的机械性能，使其成为许多工业领域的首选材料之一。
本文将从涂铂钛阳极的制备方法、特性以及在工业应用中的优势等方面进行介绍，以帮助读者更好地了解涂铂钛阳极的重要性和应用前景。
概述部分的内容1.2 文章结构文章结构部分介绍了本文的组织结构，包括引言、正文和结论三个主要部分。
在引言部分，将对涂铂钛阳极的应用进行概述，并说明文章的结构和目的。
在正文部分，将详细介绍涂铂钛阳极的制备方法、特性以及在工业应用中的优势。
在结论部分，将探讨涂铂钛阳极的潜在发展方向，以及在环境保护中的作用，并对全文进行总结。
通过清晰的文章结构，读者能够更好地理解涂铂钛阳极的应用及其重要性。
1.3 目的：本文的主要目的是探讨涂铂钛阳极在工业领域中的应用及其优势。
通过介绍涂铂钛阳极的制备方法、特性以及在工业应用中的优势，旨在展示其在工业生产中的重要性和价值。
同时，本文还将探讨涂铂钛阳极的潜在发展方向以及在环境保护中的作用，为读者提供更深入的了解和思考。
通过本文的阐述，希望能够促进涂铂钛阳极技术的进一步发展和推广，推动工业生产的可持续发展和环境保护工作的进步。
2.正文2.1 涂铂钛阳极的制备方法涂铂钛阳极的制备方法可以通过以下步骤进行：1. 材料准备：首先需要准备良好的钛基体材料，通常是采用工业纯钛或钛合金作为基体材料。
此外，还需要高纯度的铂材料作为涂层材料。
2. 预处理：在进行涂层前，需要对钛基体进行一系列的表面处理，包括去除氧化皮、清洗和脱脂等步骤。
这些处理可以提高涂层和基体之间的粘附力。
3. 涂层制备：将高纯度的铂材料通过各种涂层方法（如喷涂、溅射、电沉积等）施加在钛基体表面上。
这一步骤需要控制好涂层的厚度和均匀性，以确保最终阳极性能的稳定性和可靠性。
二亚硝基二氨铂镀液用于钛板镀铂
二亚硝基二氨铂镀液用于钛板镀铂2016-06-19 12:06来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部二亚硝基二氨铂镀液中所得的铂钛电极形貌阴极保护是依靠外加直流电流或牺牲阳极使被保护的金属成为阴极,从而减轻或消除金属的腐蚀。
海水是一种溶有多种盐类的复杂溶液,因此,电极反应十分复杂,有阳极反应、阴极反应和溶液中反应。
阳极反应:2Cl-→Cl2+2e阴极反应:2H2O+2e→H2↑+2OH-溶液中反应:Cl2+H2O→HClO+Cl-+H+；HClO→H++ClO-另外，在阳极上还存在析氧反应和Mn等离子的氧化还原反应，而且反应生成的氯气和水又生成次氯酸和盐酸，导致阳极表面酸度升高，加速了阳极的失效过程，这就是普通电极在海水中作阳极寿命短的原因。
铂电极电化学性能稳定，是一种理想的不溶性电极，几乎可以使用于任何环境，但由于其价格较贵，不宜推广使用。
钛质轻、比强度高、耐腐蚀，是一种阀性金属。
在一定电位下，钛表面发生阳极钝化，可形成一层氧化膜，该氧化膜具有阀门作用，即在阳极状态下不导电，而在阴极状态下可以导电。
选用钛作为基体，在其上电镀铂，制成铂钛电极，即使阳极表面有孔，在孔处也不会发生腐蚀，因为当它作为阳极通电时，孔下的基体将自动的将其身的氧化膜随机填充。
镀铂钛电极制作方便，镀层厚度可控，尺寸可变，重量轻，放氯电位低，适合在海水中使用。
西北有色金属研究院泰金公司张玉萍等人在二亚硝基二氨铂为主盐的酸性镀液中制备了铂钛阳极,测试了铂钛阳极在人造海水中的电化学性能。
结论如下：1、铂液选用二亚硝基二氨铂为主盐的酸性镀液，在此镀液中制备的铂钛电极，铂镀层致密光亮，镀层和基体结合牢固，镀层厚度可达5μm。
2、铂钛电极在人造海水中的电化学性能稳定，通过强化寿命测定的铂损耗率6.0225mg A.a。
3、镀铂钛电极制作方便，镀层厚度可控，尺寸可变，重量轻，适合在海水中使用。
铂在半导体中的应用
铂在半导体中的应用铂是一种重要的贵金属元素，具有良好的化学稳定性和导电性能，因此在半导体领域有着广泛的应用。
本文将从不同角度探讨铂在半导体中的应用，包括铂作为电极材料、传感器材料和催化剂的应用。
铂作为电极材料在半导体器件中起着重要的作用。
由于铂具有优异的导电性能和化学稳定性，可以用作电极材料，用于半导体器件中的电流引导和信号传递。
例如，在微电子领域，铂电极常用于集成电路中的金属线路和接触点，用于连接不同的电子元件。
此外，在太阳能电池中，铂电极也被广泛应用，用于收集和传输电子。
铂电极的高导电性能和稳定性可以保证太阳能电池的高效转换和长寿命。
铂在传感器材料中的应用也非常重要。
传感器是一种能够将外界物理量转变为电信号的装置，广泛应用于环境监测、生物医学和工业自动化等领域。
铂具有优异的电化学性能和稳定性，使其成为一种理想的传感器材料。
例如，在氧气传感器中，铂被用作传感器的工作电极，通过测量氧气与铂之间的电化学反应产生的电流来确定氧气浓度。
此外，铂还广泛应用于氢气传感器、温度传感器等各种传感器中，用于测量不同的物理量，并将其转化为电信号。
铂还在催化剂领域有着重要的应用。
催化剂是一种能够提高化学反应速率的物质，常用于化学工业中的催化反应和汽车尾气净化等领域。
铂具有优异的催化活性和化学稳定性，使其成为许多催化反应的理想催化剂。
例如，在汽车尾气净化催化剂中，铂被用作催化剂的活性组分，可以有效地将有害气体转化为无害物质，减少对环境的污染。
铂在半导体中的应用非常广泛。
作为电极材料，铂可以用于半导体器件中的电流引导和信号传递；作为传感器材料，铂可以将外界物理量转化为电信号；作为催化剂，铂可以提高化学反应速率。
铂在半导体中的应用不仅提高了器件的性能和稳定性，也推动了半导体技术的发展。
随着科学技术的不断进步，相信铂在半导体中的应用将更加广泛和深入。
二氧化钛镀铂工艺流程
二氧化钛镀铂工艺流程二氧化钛镀铂工艺流程二氧化钛镀铂是一种常见的金属镀层技术，主要应用于电子、光学和化学领域。
在这篇文章中，我们将深入探讨二氧化钛镀铂的工艺流程，并介绍其在不同领域的应用。
1. 介绍与背景知识a. 二氧化钛是一种广泛使用的金属氧化物，具有优良的光催化活性和稳定性。
b. 铂是一种稀有金属，具有优异的导电性和化学稳定性。
将铂与二氧化钛结合，可以提高电极的催化性能。
c. 二氧化钛镀铂技术可以通过控制电解液中的温度、电压和浓度等参数来实现。
2. 工艺流程a. 表面处理：在进行二氧化钛镀铂前，需要对基材进行表面处理，以确保良好的附着力。
i. 清洗：使用酸洗或碱洗等方法，去除基材表面的污垢和氧化物。
ii. 活化：通过电解或激活剂处理，增加基材表面的粗糙度，提高二氧化钛镀层的附着力。
b. 二氧化钛涂覆：将二氧化钛溶液喷涂在基材表面，形成均匀的薄膜。
i. 溶液制备：将二氧化钛粉末与溶剂混合，形成适合喷涂的液体。
ii. 喷涂：使用特定的喷涂设备，将二氧化钛涂覆在基材表面，形成均匀的薄膜。
c. 铂镀覆：通过电化学方法，在二氧化钛表面镀覆一层铂。
i. 电化学槽：将含有铂盐的电解液倒入电化学槽中，同时将基材浸入槽内。
ii. 电解过程：通过施加电压，使铂离子在二氧化钛表面还原成金属铂，并沉积在基材上，形成均匀的铂镀层。
3. 应用领域a. 电子领域：二氧化钛镀铂技术可用于制备传感器和电子器件，提高其灵敏度和稳定性。
b. 光学领域：通过在光学元件表面镀覆铂，可以提高其反射率和耐腐蚀性。
c. 化学领域：二氧化钛镀铂可以用于制备电催化剂和催化反应中的电极，提高反应效率。
4. 个人观点和理解作为一种常见的金属镀层技术，二氧化钛镀铂在各个领域都有广泛的应用。
通过控制工艺流程中的参数，可以实现二氧化钛和铂的均匀镀覆，并由此提高材料的催化性能、反射率和耐腐蚀性。
特别是在电子领域和光学领域，二氧化钛镀铂可以为传感器、电子器件和光学元件提供良好的性能。
钛基材Pt涂层接触电阻及耐蚀性能研究
第53卷第5期2024年5月人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS Vol.53㊀No.5May,2024钛基材Pt 涂层接触电阻及耐蚀性能研究宋㊀洁1,2,梁丹曦1,2,岳㊀骆2,3,徐桂芝1,2,胡㊀晓2,常㊀亮2,徐㊀超1(1.华北电力大学,能源动力与机械工程学院,北京㊀102206;2.先进输电技术全国重点实验室(国网智能电网研究院有限公司),北京㊀102209;3.清华大学,高端装备界面科学与技术全国重点实验室,北京㊀100084)摘要:质子交换膜(PEM)电解制氢系统因具有宽范围㊁快速动态响应能力,在新能源消纳㊁电网调峰等领域具有广阔的应用前景㊂为了提升制氢电解堆电传输性能,降低接触电阻,本文利用磁控溅射技术制备了钛毡和钛板上的Pt 涂层,并对这些涂层进行了研究,探究了制备工艺对薄膜的微观结构㊁传输性能和耐蚀性能的影响㊂研究发现,最佳磁控溅射工艺包括等离子清洗时间20min,溅射时间10min,以及溅射功率100W㊂在接触电阻方面,镀有铂的钛毡表现出优异的接触电阻性能㊂通过SEM 和EDS 测试分析,发现随着功率和时间的增加,Pt 颗粒的尺寸逐渐增大㊂然而,当颗粒尺寸过大时,Pt 颗粒之间发生相互挤压,导致微小裂纹的产生,从而影响Pt 涂层耐蚀性能㊂这些研究结果对于优化PEM 制氢电解堆的性能,提高其稳定性具有重要意义㊂关键词:Pt 涂层;PEM 膜电解制氢;磁控溅射;工艺参数;微观结构;接触电阻;耐蚀性能中图分类号:TG174.4㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1000-985X (2024)05-0873-09Study on the Conductive and Corrosion-Resistant Properties of Pt Coatings on Titanium SubstratesSONG Jie 1,2,LIANG Danxi 1,2,YUE Luo 2,3,XU Guizhi 1,2,HU Xiao 2,CHANG Liang 2,XU Chao 1(1.School of Energy Power and Mechanical Engineering,North China Electric Power University,Beijing 102206,China;2.State Key Laboratory of Advanced Power Transmission Technology (State Grid Smart Grid Research Institute Co.,Ltd.),Beijing 102209,China;3.State Key Laboratory of Tribology in Advanced Equipment,Tsinghua University,Beijing 100084,China)㊀㊀收稿日期:2023-11-22㊀㊀基金项目:国家重点研发计划(2021YFB4000100);国家电网有限公司科技资助项目(521532220014);国家资助博士后研究人员计划(C 档)(GZC20231287)㊀㊀作者简介:宋㊀洁(1982 ),女,河北省人,教授级高工㊂E-mail:songjie_bj@ ㊀㊀通信作者:徐㊀超,教授㊂E-mail:mechxu@Abstract :Proton exchange membrane (PEM)water electrolysers for hydrogen production boast a wide range of flexible and adjustable capabilities,including fast dynamic responses.They hold extensive potential in fields like new energy consumption and power grid peak shaving.To enhance the electrical transmission performance and minimize the contact resistance of the water electrolyser stack,this study employs magnetron sputtering technology to deposit Pt coatings on titanium felt and titanium plates.Scholarly investigation has increasingly adopted innovative methodologies like magnetron sputtering to develop advanced electrode materials.Central to this research is an in-depth examination of the effects of magnetron-sputtered Pt coatings on titanium felts and plates.The study meticulously analyzed these coatings to elucidate their microstructural characteristics,transport properties,and corrosion-resistance.Rigorous experimentation determined the optimal sputtering parameters:a 20min plasma cleaning phase,a 10min sputtering period,and a power input of 100watts.These precise conditions yielded coatings with notable performance attributes.Specifically,the study highlighted a significant reduction in contact resistance for platinum-coated titanium felts,demonstrating the sputtering technique s ability to enhance charge transfer kinetics efficiently.Analysis of the platinum particle dynamics employed SEM and EDS,revealing that increased sputtering power and duration led to larger platinum particles.However,maintaining a balance is crucial,as excessive particle enlargement may induce compressive forces between particles,causing micro-fissures that could compromise the coatings corrosion-resistance.In conclusion,the insights derived from this research are instrumental in improving the overall efficiency and durability of PEM874㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第53卷electrolysis systems.By optimizing the fabrication process and understanding the relationship between deposition parameters and material characteristics,this study makes a significant contribution to advancing robust hydrogen production technologies, further supporting the integration of clean energy solutions.Key words:Pt coating;PEM water electrolysers for hydrogen production;magnetron sputtering;process parameter; microstructure;contact resistance;corrosion-resistant property0㊀引㊀㊀言新能源主导的新型电力系统肩负着能源转型的重要使命,作为清洁低碳㊁高效安全的能源体系组成部分[1-2]㊂然而,由于新能源的波动性和负荷的随机性相互叠加,电力系统的能量/功率平衡问题逐渐凸显,威胁着系统的稳定运行[3-4]㊂在这种情况下,寻找可调节的负荷成为解决方案之一,将可再生能源转化为氢能被认为是支持高比例新能源电网能量/功率平衡,保障能源系统安全的关键方法之一[5]㊂氢能具有绿色无碳㊁适于长期存储等特点,是构建低碳高效现代能源体系的关键媒介[6]㊂质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解水制氢因出色的动态调节能力,能够支撑可再生能源的消纳,平抑波动性和间歇性等特点,具有巨大潜力[7-8]㊂PEM电解水制氢中的核心部件,如双极板和多孔传输层,在酸性㊁高电压工作环境下容易受到腐蚀,最终影响其性能,从而影响整个电解堆的欧姆阻抗[9-10]㊂铂涂层作为PEM电解堆最常用的涂层之一,成功降低了欧姆阻抗,提升了接触性能,从而优化了电解堆的性能[11-12]㊂然而,目前关于铂涂层的研究主要集中在制备方法和表面性能测试方面,对于工艺参数等方面的研究相对较少㊂磁控溅射表面处理技术作为一种物理气相沉积工艺,具有能量高[13-14]㊁结合力强[15-16]㊁膜层致密[17]㊁溅射速率高[18]㊁基底升温小和环保等特点[19]㊂本研究利用磁控溅射技术,系统研究了不同等离子清洗时间㊁功率和时间等工艺参数对钛毡和极板涂层性能的影响规律㊂通过接触电阻测试㊁扫描电镜,以及电化学测试等手段,深入分析了涂层的电学和力学性能㊂本文的研究成果有助于更好地理解涂层制备过程中的关键参数对性能的影响,为优化电解堆的设计和性能提供了有力的支持㊂1㊀实㊀㊀验1.1㊀实验原料和制备方法本次实验选用了钛毡(贝卡尔特有限公司)及直径为13mm的工业TA1圆片作为基材(陕西盈高金属材料有限公司)㊂在制备样品之前,首先通过磨抛机(UNIPOL-1502自动精密研磨抛光机,沈阳科晶自动化设备有限公司)对圆片进行打磨处理,设置转速为300r/min,打磨至达到3000目(5nm)的细度㊂接着,将样品置于无水乙醇中进行超声处理,时间为15min,然后进行烘干,为后续的溅射制备做好准备㊂本实验使用磁控溅射仪(Moorfield-MiniLab S060M,英国Quantum Design公司)㊂所用的靶材纯度达到99.99%,尺寸为ϕ76.2mmˑ3mm,使用高纯氩气作为反应气体㊂在样品和靶材之间,设置了45ʎ的夹角㊂在进行镀膜前,通过等离子清洗对样品进行了彻底的清洁,然后进行了溅射沉积㊂具体的沉积工艺参数如表1所示㊂表1㊀不同样品的磁控溅射工艺参数Table1㊀Magnetron sputtering process parameters of different samplesSample Time/min Power/W Pressure/(10-3bar)Rotation speed/(r㊃min-1)11100552510055310100554151005551030055610500551.2㊀性能测试与表征实验中,对制备好的样品进行了一系列表征㊂首先,使用扫描电子显微镜(FESEM;SU8220,日本日立㊀第5期宋㊀洁等:钛基材Pt 涂层接触电阻及耐蚀性能研究875㊀公司)对样品进行了表面形貌观察,主要观察了Pt 粒径大小㊁表面覆盖情况等特征㊂随后,进行了能谱分析(EDS;QUANTAX,Bruker 公司),以观察Pt 的含量和分布情况㊂接着,使用电导率测试仪测量了不同样品的接触电阻和导电率,以获得样品的电学性能数据㊂最后,采用电化学工作站对样品进行了动电位极化曲线测试,以获取腐蚀电流密度和腐蚀电位等信息㊂在电化学工作站(CHI600E,上海辰华仪器有限公司)测试中,使用氯化银参比电极㊁10mm ˑ10mm 方形铂片辅助电极和镀铂钛圆片工作电极构成了三电极体系,电解液采用去离子水㊂在连接设备后,首先进行了2~3h 的开路电压稳定,然后打开塔菲尔曲线进行动电位极化曲线测试㊂测试过程中,初始电位设置为-0.8V,终止电位设置为1.2V,扫描速率为0.001V /s㊂通过这些测试,获得了不同清洗时间样品的极化曲线数据,进一步分析了镀铂钛圆片的腐蚀性能㊂2㊀结果与讨论2.1㊀等离子清洗时间对镀层的影响在实验中,经过一般清洗和深度清洗的基材在放入溅射镀膜机或者在真空室抽真空过程中,往往会因为各种因素而遭受二次污染㊂然而,等离子清洗作为一种在基材固定于基台且真空环境下进行的清洗方式,排除了二次污染的可能性,保持了镀膜前基材表面的高度纯净㊂此外,等离子清洗还能提高基材表面的润湿性,增加基材表面的极性,为后续镀层原子与基材之间的键合提供必要的能量㊂为了研究磁控溅射等离子清洗时间对Pt 涂层及其性能的影响,本节设置清洗功率为300W,氩气流量为50mL /min,改变等离子清洗时图1㊀清洗时间对薄膜厚度的影响Fig.1㊀Effect of cleaning time on film thickness 间为5㊁10㊁15min㊂如图1所示,随着等离子清洗时间的增加,Pt 膜的厚度呈现出先增加后减小的趋势㊂当等离子清洗时间为20min 时,薄膜厚度达到最大值(约76nm)㊂这是因为适度的等离子清洗时间对基材的温度影响相对较小,随着基底温度增加,磁控溅射产生的粒子到达基底时具有更大的动能使表面更容易扩散成核,这有利于增加靶材表面受到等离子体轰击的数量,从而促进原子的沉积㊂然而,过长的等离子清洗时间会导致基材温度不断升高,过高的增加表面的激发状态,导致钛原子从基材表面脱离,产生表面刻蚀现象,降低表面活性,进而影响涂层与基材的结合强度㊂因此,在制备过程中需要权衡等离子清洗时间,以确保合适的表面性能和涂层质量㊂不同等离子清洗时间对钛毡接触电阻的结果如图2(a)和(b)所示,BEK56代表基材,而 Fuel Cell 则是商业化成熟产品㊂可以看出在对BEK56进行镀铂处理后,其钛毡接触电阻,从6.5mΩ㊃cm 2@2MPa 明显下降至1.5mΩ㊃cm 2@2MPa,显示出显著的电性能提升㊂然而,对于不同等离子清洗时间的样品,其接触电阻之间的差异不大,这可能是因为涂层接触电阻性能受影响的因素与等离子清洗时间的关系较低㊂腐蚀电流密度(I corr )是衡量材料抵抗腐蚀的关键参数,对应于材料腐蚀电位下的电流密度㊂从图2(c)的测试结果可以看出,不同样品的腐蚀电流密度分别为3.00ˑ10-7㊁1.89ˑ10-8㊁9.50ˑ10-7A /cm 2,实验环境为电解制氢等效环境,其中pH 值为5.5,温度为60ħ㊂从结果来看,当等离子清洗时间为20min 时,样品的腐蚀电流密度最低,表现出较好的耐蚀性能,这可能是因为适宜的等离子清洗时间有助于保持涂层的表面状态,这主要有以下三个方面的表现:首先是表面清洁度提高,等离子清洗去除了表面的油污㊁氧化层和其他杂质,提高了涂层与基体材料的结合力,减少了腐蚀萌生;其次是表面活性增强,等离子处理可能在表面形成更多的活性位点,促进涂层更好地附着并形成均匀连续的保护层;最后是微观结构优化,可能在微观层面改善了涂层的结构,使其更致密,减少了腐蚀介质渗透到基体的机会,从而提高了其耐蚀性能㊂不同清洗时间下的Pt 涂层SEM 照片如图3所示㊂从图中可以明显看出,所有的Pt 涂层表面都有小颗粒的沉积㊂当清洗时间从10min 延长至20min 时,沉积在钛毡表面的Pt 颗粒数量呈逐渐增加的趋势,同时晶粒尺寸也有明显提升,这种现象可能是由于较长的清洗时间有助于更多的Pt 颗粒被溅射到表面,并且晶876㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第53卷粒尺寸的增大进一步提升了薄膜的比表面积,从而增强了薄膜的电化学性能㊂然而,随着清洗时间进一步增加,当达到30min时,晶粒尺寸和数量开始略微减小,并且在样品表面出现了较为明显的刻蚀现象㊂这可能是过长的清洗时间导致氩离子轰击基材表面的能量增加,超过了钛原子之间相互作用的结合能,进而使钛原子从表面脱离,引发刻蚀现象,降低了表面的活性和涂层的稳定性㊂此外,由于离子清洗进行的时间越长,基材表面和等离子体之间的相互作用也越多,因为等离子体中的高能粒子和辐射持续作用于表面,转换为热能导致基材温度升高;基材温度的升高可以加速等离子中的化学反应,会减少达到相同清洗效果所需的时间㊂但是,这种效应到达一定阈值后可能会逆转,温度过高会导致基材损伤或改变材料特性㊂控制等离子清洗的时间,可以防止温度升高到损害基材的程度㊂图2㊀不同等离子清洗时间后Pt涂层的接触电阻(a)㊁(b)和腐蚀电流密度(c)Fig.2㊀Contact resistance(a),(b)and corrosion current density(c)of Pt coating after plasma cleaning for different time图3㊀不同等离子清洗时间后Pt涂层的SEM照片Fig.3㊀SEM images of Pt coating after plasma cleaning for different time2.2㊀磁控溅射时间对镀层的影响不同磁控溅射时间下的Pt涂层厚度与接触电阻之间的关系如图4所示㊂结果表明,随着溅射时间的延长,Pt涂层的厚度逐渐增加㊂具体来说,溅射1㊁5㊁10㊁15min所得的涂层厚度分别为10㊁45㊁68㊁64nm㊂值得注意的是,在溅射10min时,涂层厚度达到最大,之后随着时间的继续增加,涂层厚度不再显著增加㊂采用㊀第5期宋㊀洁等:钛基材Pt涂层接触电阻及耐蚀性能研究877㊀电导率测试仪对不同溅射时间下的镀铂钛毡进行了接触电阻测试,随着压力的增加,样品与测试台之间的接触点面积也随之增大,随着磁控溅射时间的增加,Pt涂层逐渐覆盖了表面形成了更多的导电位点,从而提高了表面的电导率㊂当接触点逐渐趋于稳定时,表面电导率也趋于稳定㊂考虑到实际应用中电解堆的组装压力通常为2MPa,因此将该压力作为接触电阻的测试标准,可以发现不同溅射时间的镀Pt涂层均能显著提升钛毡的导电性能,降低表面的接触电阻㊂这主要归因于等离子清洗去除了钛表面的钝化层,同时高导电性的Pt涂层也覆盖了表面,接触电阻随时间的增加而增大,明显表现出正相关关系㊂然而,当磁控溅射时间超过10min后,不同样品的接触电阻差异较小㊂不同磁控溅射时间的钛毡微观结构如图5和图6所示,可以发现随着磁控时间的不断增大,钛毡表面不断被Pt所覆盖,Pt的覆盖面积不断增大,这与磁控溅射时间与Pt层厚度之间关系保持一致㊂此外,随着磁控溅射时间的不断增加,Pt的晶粒大小也不断增大㊂图4㊀不同溅射溅射时间下薄膜厚度(a)和接触电阻(b)㊁(c)曲线Fig.4㊀Thickness(a)and contact resistance(b),(c)curves for different sputtering time图5㊀不同溅射时间下的Pt涂层EDS㊂(a)㊁(b)1min;(c)㊁(d)5min;(e)㊁(f)10min;(g)㊁(h)15min Fig.5㊀EDS of Pt coating for different sputtering time.(a),(b)1min;(c),(d)5min;(e),(f)10min;(g),(h)15min878㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第53卷图6㊀不同溅射时间下的Pt 涂层SEM 照片㊂(a)㊁(b)1min;(c)㊁(d)5min;(e)㊁(f)10min;(g)㊁(h)15min Fig.6㊀SEM images of Pt coating for different sputtering time.(a),(b)1min;(c),(d)5min;(e),(f)10min;(g),(h)15min图7㊀不同溅射时间下的极化曲线图Fig.7㊀Tafel curves for different sputtering time 通过电化学工作站和三电极体系对镀铂钛片进行动电位极化曲线测试㊂在测试过程中,初始电位设定为-0.8V,终止电位设定为1.2V,扫描速率为0.001V /s㊂不同镀膜时间样品的极化曲线如图7所示,根据Tafel 拟合,磁控溅射时间10㊁15min 的钛片的腐蚀电流密度分别为7.01㊁6.91μA /cm 2㊂这些结果表明涂层在耐蚀性方面发挥了明显作用,形成了一道保护性屏障,对基材的钛毡进行了保护㊂这对于电解堆的长时间稳定运行具有重要意义㊂通过分析这些数据,可以更好地理解涂层在保护基材方面的效果,并为电解堆的性能和稳定运行提供有益信息㊂2.3㊀镀膜功率对镀层的影响不同磁控溅射功率对Pt 性能的影响如图8所示㊂可以看出Pt 薄膜厚度随溅射功率增加而明显增加,溅射功率为500W 的样品涂层厚度为285nm,而磁控溅射功率为100W 的样品涂层厚度为68nm㊂这是由于高的磁控溅射功率会激发大量的Pt,引起单位时间内沉积量增加,厚度明显增加;随着厚度的增加,其接触电阻明显降低,从100W 样品的2.5mΩ㊃cm 2@2MPa 降低到0.15mΩ㊃cm 2@2MPa,这主要是涂层厚度越厚,接触位点增多,接触电阻降低,导电性增强,最终降低了电解堆中的欧姆阻抗㊂为了探究不同磁控溅射功率对Pt 涂层的表面结构与性能之间的关系,进行了SEM 测试(见图9)㊂通过图像观察,可以明显发现磁控溅射功率与Pt 涂层中晶粒的大小之间存在直接的关联㊂随着磁控溅射功率的增加,Pt 晶粒的尺寸也逐渐增大㊂例如,在磁控溅射功率为100W 的样品中,Pt 晶粒的尺寸约为30nm,而在磁控溅射功率为500W 的样品中,Pt 晶粒的尺寸增长到了约150nm㊂这种现象主要是由于高功率的磁控溅射过程中,更多的Pt 粒子被激发并在基底上沉积,在[111]方向上的生长显著增大㊂同时,高功率溅射产生的能量更高的原子有助于在基底中快速扩散和迁移,从而促进了晶粒的更快生长,形成较大的晶粒㊂此外,在磁控溅射过程中,随着功率的提升,腔室内的溅射气压也逐渐增加㊂这是因为较高的功率提高了气体的电离效率,增加了氩离子的最大饱和度㊂当腔室内的氩离子浓度未达到饱和状态时,沉积速率随着溅射气压的增加而增大㊂此时,溅射过程中的氩离子可以更充分地参与靶材溅射,从而形成更大尺寸的晶粒㊂从实验结果来看,当溅射量较少时,涂层表面出现相互分离的团簇体㊂在这种情况下,涂层的导电功能主要通过电子隧穿效应实现㊂然而,随着溅射量的增加,晶粒尺寸逐渐增大,导致金属团聚现象的发生,从而在涂层内部形成了导电通道㊂这使涂层的导电方式由电子隧穿方式转变为接触导电方式,呈现出更低的电阻特性㊂㊀第5期宋㊀洁等:钛基材Pt涂层接触电阻及耐蚀性能研究879㊀图8㊀不同溅射功率的薄膜厚度(a)和接触电阻(b)㊁(c)曲线Fig.8㊀Thickness(a)and contact resistance(b),(c)curves with different sputtering powers图9㊀不同磁控溅射功率下的Pt涂层SEM照片㊂(a)㊁(b)100W;(c)㊁(d)300W;(e)㊁(f)500W Fig.9㊀SEM images of Pt coating with different sputtering powers.(a),(b)100W;(c),(d)300W;(e),(f)500W通过电化学工作站和三电极体系对不同磁控溅射功率样品进行极化曲线测试,其结果如图10所示㊂磁控溅射功率100㊁300和500W的钛片的腐蚀电流密度分别为7.12㊁6.87㊁6.52μA/cm2㊂随着镀膜功率的增大,腐蚀电流密度并没有进一步减小㊂这说明随着Pt晶粒密度和尺寸的急剧增大,样品的耐腐蚀性并没有得到较好改善,说明粒径的过度增长会影响镀膜材料的耐腐蚀性,这主要是由于晶粒增大其发生较大的晶界界面出现,晶界处活性较高极其容易发生点蚀等腐蚀萌生行为,因此耐蚀性下降㊂880㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第53卷图10㊀不同溅射功率下的极化曲线图Fig.10㊀Tafel curves with different sputtering powers3㊀结㊀㊀论通过磁控溅射对钛毡及钛片进行镀铂,并将得到的样品进行各种电性能及微观测试,得到结论如下: 1)等离子清洗是去除钛毡氧化层㊁提升钛毡电传导性能的有效方法,溅射时保持其他工作条件不变,提高清洗时间可以降低钛毡的接触电阻㊂镀层厚度㊁电导率及耐腐蚀性会随着清洗时间的增加先增大后减少,等离子清洗时间为20min时钛毡性能达到最优㊂2)磁控溅射时间对Pt涂层的厚度和晶粒尺寸产生影响㊂随着溅射时间的增加,涂层厚度逐渐增加,同时Pt晶粒的尺寸也逐渐增大㊂当磁控溅射时间为10min时,晶粒尺寸增大至约60nm,此时接触电阻降至0.15mΩ㊃cm2@2MPa㊂相较于未镀铂的钛毡,接触电阻下降了一定比例㊂EDS分析显示,磁控溅射10min 的样品表现出均匀的Pt分布,表明优异的电传输性能㊂3)磁控溅射功率对Pt涂层的厚度和晶粒尺寸具有直接影响㊂高功率的溅射会激发高能量的Pt原子,加速在基底中的扩散和迁移,导致晶粒尺寸增大㊂500W功率下的样品,Pt晶粒尺寸增至约150nm,但晶粒之间的挤压造成微小裂纹㊂涂层的导电机制由电子隧穿方式转变为接触导电方式,呈现出宏观层面的低电阻特性㊂参考文献[1]㊀欧阳明高.发展可再生能源制氢推进氢能产业高质量发展[J].科学新闻,2022,24(2):17-19.OUYANG M G.Developing hydrogen production from renewable energy to promote the 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2023年钛箔行业市场分析现状
2023年钛箔行业市场分析现状钛箔是一种由纯钛或钛合金制成的薄片材料，广泛应用于航空航天、化工、电子、医疗器械等领域。
随着人们对材料性能要求的不断提高，钛箔作为一种轻、坚固、耐腐蚀、高温稳定性好的新材料，市场需求逐渐增加。
目前，全球钛箔行业的市场规模约为20亿美元，未来几年有望继续保持较快的增长。
以下将从需求、供应、应用领域和区域市场等方面对市场现状进行分析。
首先，需求方面。
钛箔在航空航天领域的应用需求是最大的。
随着航空航天工业的快速发展，对于轻量化材料的需求日益增加，钛箔作为一种重要的航空航天材料，具有较大的应用潜力。
此外，随着化工、电子、医疗器械等行业的不断发展，钛箔在这些领域的应用也在逐渐增加。
全球化工行业对防腐材料的需求不断增长，钛箔的耐腐蚀性能使其成为理想的选择。
其次，供应方面。
全球钛箔行业的主要供应国家包括美国、中国、俄罗斯等。
美国是全球钛箔的主要生产国，其拥有先进的钛加工技术和成熟的产业链，占据了全球较大份额。
中国是全球钛加工产业最具潜力的国家之一，自主研发和生产能力不断提升，已经成为全球钛箔生产与供应市场的重要竞争力。
再次，应用领域方面。
钛箔作为一种多功能材料，广泛应用于航空航天、化工、电子、医疗器械等领域。
在航空航天领域，钛箔主要用于航空发动机、航空器结构件、航天器零部件等的制造。
在化工领域，钛箔主要用于海水淡化设备、化工容器、化工管道等的制造。
在电子领域，钛箔主要用于电子元件、电子电池、集成电路等的制造。
在医疗器械领域，钛箔主要用于骨科植入物、假肢、牙科修复等的制造。
最后，区域市场方面。
北美地区是全球钛箔市场最大的地区市场，拥有发达的航空航天工业和化工工业。
欧洲地区也是一个重要的市场，德国、英国等国家的航空航天产业发达，对钛箔的需求较大。
亚太地区是全球钛箔市场增长最快的地区，中国、韩国等国家的快速发展推动了该地区钛箔市场的增长。
综上所述，钛箔行业在全球范围内具有广阔的市场前景。
国内外钛及钛合金材料技术现状_展望与建议
国内外钛及钛合金材料技术现状_展望与建议钛及钛合金材料是一种重要的结构材料，具有优异的特性，广泛应用于航空航天、船舶、能源、汽车、医疗器械等领域。
然而，国内和国外在钛及钛合金材料技术上还存在一些差距。
在当前全球经济一体化的大背景下，我们需要关注国内外钛及钛合金材料技术现状，并展望未来发展趋势，提出相应的建议。
首先，国内外钛及钛合金材料技术的现状有以下几点差距：1.材料研发能力不足：国内在钛及钛合金材料的研发上相对滞后于国外。
国外已经形成了一系列的研发体系，拥有雄厚的科研实力和先进的技术手段，而国内钛及钛合金材料的研发还处于初级阶段。
2.制备工艺不成熟：国内制备钛及钛合金材料的工艺流程相对较为落后，特别是在实际生产方面，存在着制备工艺不稳定、退火工艺不完善等问题。
与国外相比，国内制备钛及钛合金材料的技术水平有待提高。
3.标准体系不健全：国内钛及钛合金材料的标准体系还不完善，缺乏统一的材料检测标准和材料质量评价体系。
这导致了产品质量参差不齐，难以满足市场需求。
展望未来，我们应该加强钛及钛合金材料技术的研发，提高核心竞争力。
以下是一些建议：1.加强国际合作：国内应与国外的知名大学、科研机构和企业加强合作，共享资源和技术优势，推动钛及钛合金材料的研发与应用。
2.提高制备工艺：国内应加大对钛及钛合金材料制备工艺的研究力度，提高制备工艺的稳定性与可控性，降低生产成本。
3.建立标准体系：国内应建立完善的钛及钛合金材料标准体系，参照国际标准，制定适应国情的标准，提高产品质量。
4.加大人才培养力度：国内应加大对钛及钛合金材料领域的人才培养力度，鼓励青年学者和工程师从事相关研究和开发工作，提高国内钛及钛合金材料技术的创新能力。
5.推动产学研结合：国内应积极推动钛及钛合金材料的产学研结合，促进科研成果的转化与应用，提升钛及钛合金材料产业的竞争力。
总之，国内外钛及钛合金材料技术的发展现状存在差距，但也面临巨大的机遇和挑战。
铂金钛电极
铂金钛电极浏览原图 0人收藏此产品产品品牌：钛电极查看同品牌产品发布企业：宝鸡市钛吉实业有限公司 [宝鸡市.冶金矿产.生产]发布时间：2009-11-14产业群：无联系人：陈星宏先生查看联系方式推荐这个产品产品详细信息商友的评价文字大小: [大] [中] [小]产品名称: 铂金钛电极产品产地: 陕西宝鸡产品关键字: 钛阳极钛电极钌铱涂层铂金涂层产品描述: 保达 MMO阳极：钛阳极（MMO）是由贵金属铱盐涂敷于钛基材经高温烧想得开而成的，广泛应用于电镀（线路板行业的深孔高要求电镀铜，电镀金），电解等湿法治金行业。
电极的制备及应用相当成熟，至今已有40年历史，相对于传统的镀铂电极在碱性镀铜工艺而言，钛阳极有镀铂电极无法比拟的优点： 1. 技术特性电流高效率高，有优良抗菌腐蚀性能；电极使用寿命长；可以承受更高的电流密度，运行电流密度：∠10A/M2属于以工业纯化钛为基层的析氧型阳极。
2. 催化活化性高从所周知，镀铂电极是一各高过氧电位（1.563V，相对硫酸亚汞）电极，而MMO阳极是一种低析氧过电位（1.385V相对硫酸亚汞）电极，在阳极析氧区更容易析氧。
因此，电解时，槽体也相对较低，更能省电能。
这种现象在铜箔后处理碱性镀铜墙中，已明显体现出来了。
3. 无污染 MMO阳极涂层是贵金属铱的陶瓷氧化物，该氧化物是一种相当稳定的氧化物，几乎溶于任何酸碱中，且氧化物涂层约20-40um，整体涂屋氧化物时是较少的。
因此，MMO阳极不会对电镀液造成污染，这一点和镀铂电极基本一样。
4. 性价比高已维持镀铂电极（涂层厚3.5mm）同样的使用寿命，MMO阳极的价格约为镀铂电极的80%，MMO电极在碱性电镀铜墙铁壁电解液中有更好的电化学稳定性，同时其具有优异的电解活性和耐久性。
本公司的MMO电极与PT电极的造价成本上分析，明显MMO电极经济实惠。
镀铂钛阳极属不溶性阳极，铂镀层与钛基底结合牢固，使用性能稳定，可取代纯金、纯铂阳极，用于金及其它贵金属镀槽中。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。