Med tidens fremskridt og de stigende krav til tyndere og lettere elektroniske produkter bliver kredsløbsfremstillingsprocesserne også konstant forbedret. I de senere år er titaniumanoder gradvist blevet anerkendt og forstået af flere mennesker i PCB-kobberpletteringsprocessen. Sammenlignet med traditionelle fosforkobberkugler, som fortsætter med at opløses under brug, forbliver titaniumanoder stabile i formen og gennemgår ikke opløsningsreaktioner under brug, så de kaldes uopløselige anoder og kaldes også formstabile anoder. Med forbedringen af produktkravene stiger kravene til PCB-kobberpletteringsprocessen også. Titaniumanoder viser gradvist fordele i forhold til fosforbronzekugler og erstatter gradvist markedsandelen for fosforbronzekugler. Denne artikel vil give en generel introduktion til titanium anoder, og kombinere vores årtiers erfaring i udvikling og fremstilling af titanium anoder for at dele noget viden og erfaring i design og brug af titanium anoder, så flere mennesker kan forstå titanium anoder. Anode har yderligere dybdegående forståelse.
1. Introduktion til titanium anode
1.1 Definition af titanium anode
Titaniumanode kaldes generelt DSA (DimensionallyStable Anode), som er en dimensionsstabil anode. Under brug gennemgår titaniumanoden ikke en opløsningsreaktion, hvilket bibeholder dimensionsstabiliteten. Derfor er titanium anoden en uopløselig anode. Titananoden er ikke en simpel metalelektrode, men en belagt elektrode: Titaniumanoden er et kompositelektrodemateriale, der bruger titanium som basismetal og er belagt med en elektrokatalytisk belægning på overfladen. Selvom mange materialer kan laves om til belægninger, er de mest anvendte belægninger af platingruppeelementer, ofte kaldet ædelmetalbelægninger, som hovedsageligt omfatter følgende tre typer: platin (metaller), rutheniumoxid og iridiumoxid (alle keramiske metaloxider). ). Derfor kan en titaniumanode defineres som et elektrodemateriale, der bruger metallisk titanium som basismateriale, bruger platingruppemetaller og deres oxider som overfladebelægninger og har elektrisk ledningsevne og høj kemisk katalytisk aktivitet.
1.2 Udviklingshistorie af titanium anoder
Når vi taler om titaniumanodernes historie, er dens fødsel uadskillelig fra hollænderen Henry Beer (HB Beer). Beer går tilbage til 1957 og tog føringen med at opfinde teknologien til galvanisering af platin på titaniummetal, ansøgte om et patent og grundlagde MAGNETOChemie (forgængeren til MAGNETO Chemie). I 1967 opfandt Beer en metode til at danne en metaloxidfilm på titaniummetal. Et specifikt implementeringseksempel brugte rutheniumoxid som en anode til saltvandselektrolyse, hvilket fremmede store ændringer i klor-alkali-industrien. Denne belægning er stadig meget udbredt i forskellige elektrokemiske chlorudviklingsreaktioner i dag. Med den dybtgående forskning i forskellige platingruppemetaller og deres oxider, i 1970'erne, blev iridium-tantal blandede metaloxidbelægninger med succes udviklet og begyndte gradvist at blive brugt i elektrokemiske oxygenudviklingsreaktioner. I dag er titaniumanoder afhængige af deres overlegne ydeevne og er meget udbredt inden for mange elektrokemiske områder, herunder kemisk industri (chlor-alkali-industri), elektrolytisk organisk syntese, galvanisering, katodisk beskyttelse, industriel og civil elektrolytisk klorproduktion og desinfektion og andre anvendelsesområder .
Siden 1990'erne er titaniumanoder blevet brugt i PCB kobberbelægningsprocesser og blev videreudviklet og forbedret i det første årti af dette århundrede. I de sidste 10 år, med forbedringen af kravene til PCB-proceskapacitet, er titaniumanoder gradvist begyndt at erstatte opløselige anoder-fosforkobberkugler med deres unikke fordele. Afhængigt af elektropletteringskravene kan titaniumanoder bruges ikke kun til DC-plettering, men også til omvendt pulsplettering. I fremtiden, efterhånden som kravene til kobberpletteringsprocessen øges yderligere, vil titaniumanoder fortsat blive forsket og udviklet for at tilpasse sig nye galvaniseringsforhold.
2. Reaktionsprincip af titanium anode
Titananode er en uopløselig anode, og anodereaktionsprocessen under drift er væsentlig forskellig fra den for opløselige anoder (fosforkobberkugler).
Den anodiske reaktion af den opløselige anode er en simpel kemisk reaktionsproces, hvor metal mister elektroner og opløses; den anodiske reaktion af den uopløselige anode er i det væsentlige en reaktion af elektrolyse af vand, og reaktionsprodukterne er oxygen- og hydrogenioner. Forskellen i anodiske kemiske reaktioner mellem uopløselige anoder og opløselige anoder kan opsummeres som følgende tre punkter: i. Forskellige reaktionsprodukter; ii. Forskellige reaktionsprocesser; iii. Forskellige reaktionspotentialer. Dette bestemmer også, at under specifikke anvendelsesforhold har ydeevnen af titaniumanoder og kravene til udstyr deres egne særegenheder.
jeg. Reaktionsprodukterne er forskellige
Som det kan ses af reaktionsligningen ovenfor, er det mest bekvemme ved at bruge opløselige anoder, at alt metal aflejret på katoden kommer fra metallet opløst i anodereaktionen, hvorved der opnås metalbalance i galvaniseringssystemet. Ved anvendelse af en uopløselig anode produceres der ikke kun tilsvarende metalioner i anodeenden, men der produceres også yderligere brintioner. Derfor, for uopløselige anoder, mens der genopfyldes kobberioner, skal overskydende hydrogenioner også forbruges for at opretholde balancen i hele galvaniseringssystemet. I øjeblikket er den vigtigste løsning at bruge kobberoxid. Derfor kræver enhver brug af titaniumanoder næsten altid et ekstra kobberoxidpulvertilsætningssystem, hvilket er den største forskel fra fosforkobberkuglesystemet.
ii. Reaktionsprocessen er anderledes
Anodereaktionsprocessen for den opløselige anode er relativt enkel. Den sidste reaktion, der opstår, er, at kobber (0 valens) omdannes til kobberioner (+2 valens), og dets sidereaktion vil også delvist producere kobberioner (+1 valens); anoden af den uopløselige anode Reaktionen er en elektrokatalytisk reaktionsproces, der involverer ædelmetaloxidbelægningen på overfladen af titaniumanoden. Den grundlæggende reaktion er anodereaktionen af elektrolysevand, og slutprodukterne er oxygen- og hydrogenioner. Under denne reaktionsproces vil belægningen ikke kun forårsage en stor mængde nedbrydning af additiverne i pletteringsopløsningen gennem kontakt, men reaktionen vil også producere stærkt oxiderende mellemprodukter, herunder oxygenatomer, hydroxylradikaler osv., hvilket også vil forårsage yderligere nedbrydning af tilsætningsstofferne. Dette skaber en meget stor hindring for brugen af uopløselige anoder - sammenlignet med opløselige anoder vil uopløselige anoder forårsage yderligere additivforbrug og væsentligt øge driftsomkostningerne ved PCB kobberpletteringsprocessen.
iii. Forskellige reaktionspotentialer
Under elektropletteringsprocessen gennemgår anodeenden af den uopløselige anode en reaktion med elektrolysevand, og standardelektrodepotentialet for denne reaktion er væsentligt højere end den opløselige anode. På samme tid, fordi modstanden af titanium er større end kobber; og generelt bruges højere strømtæthed ofte ved anvendelse af titaniumanoder. Dette resulterer i, at spændingen i hele galvaniseringssystemet er væsentligt højere end for opløselige anoder, når der anvendes titaniumanoder. Denne spændingsforskel er mindst større end 1V eller endda 2V. Sammenlignet med strømforsyningen, der er egnet til fosforkobberkugler, skal spændingsdesignet af strømforsyningen til uopløselige anoder overvejes på forhånd. Ud fra et omkostningsperspektiv vil omkostningerne til strømforsyningen naturligvis også stige tilsvarende.
3. Fordele og ulemper ved titanium anoder
3.1 Fordele ved titanium anoder
Sammenlignet med fosforkobberkugler giver titaniumanoder uforlignelige fordele, fordi de er en helt anden anodetype. For at opsummere er fordelene ved titaniumanoder hovedsageligt afspejlet i de følgende punkter.
i.Fordele ved stabil pletteringsensartethed
Fordelen ved galvaniseringsensartethed ved titaniumanoder betyder, at brugen af uopløselige anoder kan opretholde en stabil galvaniseringsensartethed i lang tid, hvilket bestemmes af egenskaberne af selve den uopløselige anode. Under galvaniseringsprocessen er det for at sikre stabiliteten af galvaniseringens ensartethed nødvendigt at sikre, at galvaniseringsforholdene er kontrollerbare og stabile. Et meget vigtigt punkt er at opretholde ensartetheden af udladning fra anodeenden til katodeenden. Stabiliteten af udledningen fra anodeenden til katodeenden er i høj grad bestemt af de relative størrelser af de to. I PCB-kobberpletteringsprocessen vil de anvendte opløselige phosphorkobberkugler opløses, efterhånden som galvaniseringen skrider frem, hvilket resulterer i en reduktion i størrelsen af anoden (hovedsageligt anodens højde) og en ændring i det relative areal. Derfor er det umuligt at opretholde ensartetheden af anodeudladningen i lang tid ved brug af fosforkobberkugler. Uopløselige anoder kaldes også "dimensionsstabile anoder", hvilket betyder, at anodestørrelsen på uopløselige anoder forbliver stabil over en længere tids brug. På dette tidspunkt er det kun nødvendigt at sikre, at belægningen på overfladen af titaniumanoden ikke har svigtet i anodens levetid og stadig har afladnings- og elektrokatalytiske egenskaber, for at sikre afladningsstabiliteten fra anodeenden til katodeenden. Normalt, efter at den uopløselige anode er installeret online, er det kun nødvendigt at justere pletteringsensartetheden for første gang (såsom justering af størrelsen og positionen af skærmpladen), og en stabil pletteringstykkelsesfordeling kan opnås i lang tid , hvilket kan opnås gennem hele anodens livscyklus. "en gang for alle" indeni.
ii. Højere produktionseffektivitet
Sammenlignet med phosphorkobberkugler afspejles forbedringen i produktionseffektiviteten, som titaniumanoder medfører, hovedsageligt i følgende to aspekter:
På den ene side kan titaniumanoder fungere ved højere strømtætheder. På grund af passiveringen af phosphidfilmen på overfladen af fosforkobberkuglen kan den maksimale driftsstrømtæthed for fosforkobberkuglen ikke overstige 2,5 ~ 3 ASD; mens den maksimale strømtæthed, som titaniumanoden kan modstå, er snesevis af gange den for fosforkobberkuglen (for eksempel inden for stålgalvanisering kan arbejdsstrømtætheden af titaniumanoder nå mere end 100 ASD). Derfor har titaniumanoder potentialet til at opnå højere udstyrsproduktivitet og produktionseffektivitet gennem understøttelse af udstyr og matchning af tilsvarende galvaniseringsforhold.
På den anden side undgår titaniumanoder produktionsafbrydelsesproblemer forårsaget af regelmæssig tilføjelse og vedligeholdelse af fosforkobberkugleprocessen. Ved brug af fosforbronzekugler skal de forbrugte fosforbronzekugler efterfyldes med jævne mellemrum. Før du tilføjer nye fosforbronzekugler, skal de renses. De kan ikke produceres umiddelbart efter tilføjelse. Det tager en vis periode med elektrolytisk cylinderdrift at danne en fosfatfilm på overfladen. Fosforbronzekuglerne, der har været brugt i lang tid, er tæt på resttilstanden, så de skal renses helt ud af titanium-kurven for at undgå problemer med galvaniseringskvaliteten. Disse uundgåelige vedligeholdelsesoperationer gør, at kobberbelægningsudstyr, der anvender fosforbronzekugler, ikke kun er ude af stand til at fungere uafbrudt i lang tid, men bruger også en masse arbejdskraft. Når du bruger titaniumanoder, er kobberoxidpulvertilsætningsanordningen til genopfyldning af kobberioner uafhængig, og der er ingen grund til at lukke maskinen ned for at genopfylde kobberoxidpulver. Samtidig er selve titaniumanoden også "vedligeholdelsesfri", det vil sige, at der i titaniumanodens livscyklus i princippet ikke er behov for yderligere rensning af titaniumanoden. Derfor kan brug af titaniumanoder teoretisk opnå fuldstændig uafbrudt produktion, og dermed spare en masse vedligeholdelsestid og arbejdskraftsinvesteringer.
iii. Mere stabil processtyring
Brugen af titaniumanoder kan holde komponenterne i galvaniseringsopløsningen i en mere stabil tilstand, hvilket er fordelen ved at tilføje kobberoxidpulver.
På den ene side, da tykkelsen af fosfatfilmen på overfladen af fosforkobberkuglen er svær at kontrollere perfekt, ud fra den forudsætning at undgå, at fosfatfilmen er for tyk, hvilket vil føre til passivering af fosforkobberkuglen, fosforkobberkuglen vil ofte være alt for opløst, hvilket vil føre til tab af væske i eliksiren. Kontinuerlig stigning i kobberionkoncentrationen. Koncentrationen af kobberioner spiller en afgørende rolle i TP-værdien af belagte huller. Derfor vil udsving i kobberionkoncentrationen i et vist omfang påvirke stabiliteten af hulpletteringseffekten. Samtidig vil yderligere chloridioner i pletteringsopløsningen blive forbrugt under opløsningsprocessen af fosforkobberkuglerne. På den ene side vil udsvinget af chloridioner reagere på tykkelsen af fosfateringsfilmen, og på den anden side vil det også få effekten af galvaniseringsadditiver til at svinge. Denne situation vil ikke opstå ved brug af titaniumanoder. Du behøver kun nøje at kontrollere mængden af tilsat kobberoxidpulver for fuldstændigt at kontrollere kobberionkoncentrationen; samtidig kan selve koncentrationen af chloridioner også holdes i en meget stabil tilstand.
På den anden side er det mere sandsynligt, at brugen af phosphorkobberkugler forårsager forurening af pletteringsopløsningen, hvilket fører til for tidlig svigt af pletteringsadditiverne. Fosforkobberkugler behandles ved smeltning og valsning, mens kobberoxidpulver fremstilles ved at opløse kobberråmaterialet i opløsningen, yderligere oprense og udfælde kobberoxidprecursoren i opløsningen og til sidst kalcinere det. Kobberoxid pulver. Sammenlignet med de to forarbejdningsprocesser er forarbejdningsprocessen af kobberoxidpulver mere bekvem til at kontrollere renheden af råmaterialer. Relativt set vil urenhedsindholdet i kobberoxidpulver under gode kontrolforhold være lavere end i fosforkobberkugler. Ved langvarig brug, uanset om det er phosphorkobberkugler eller kobberoxidpulver, vil urenheder opløses og ophobes i pletteringsopløsningen. Galvaniseringsadditiver er ofte ret følsomme over for indholdet af urenheder i galvaniseringsopløsningen. Når urenhedsionerne i galvaniseringsopløsningen når en vis koncentration, vil de påvirke effekten af galvaniseringsadditiverne og derved påvirke galvaniseringseffekten negativt. Derfor kan galvaniseringssystemet, der anvender titaniumanoder, holde badvæsken i en relativt lav forureningstilstand og få badevæsken til at holde længere. Dette reducerer ikke kun de ekstra omkostninger til tankforberedelse forårsaget af det for tidlige svigt af pletteringsbadet, men reducerer også omkostningerne ved badet under brug. Virkningen af urenheder vil også være mere sikker.
iv. Højere procesegenskaber
Galvaniseringsprocessens evne afhænger hovedsageligt af to aspekter: udstyrets design og understøttelsen af galvaniseringssystemet.
Med hensyn til udstyrsdesign begrænser brugen af fosforbronzekugler udstyrets design, fordi fosforbronzekuglesystemet ikke kan slippe af med kombinationstilstanden "fosforbronzekugler-titaniumkurv-anodepose". Dette fosforbronzekuglesystem bestemmer også galvaniseringsmetoden. Det er en vertikal pletteringsmetode. Brug af titaniumanoder kan helt slippe af med den vertikale pletteringstilstand. Da titaniumanoder kan tilpasses fuldstændigt, kan udstyrets jetflow, cirkulation, anodefordeling, anodeform og andre aspekter redesignes og optimeres. Dette giver udstyret en række muligheder og giver også elektropletteringsudstyrets muligheder (såsom Den yderligere forbedring af galvaniseringsensartethed, driftsstrømtæthed osv. giver forudsætninger.
Med hensyn til elektropletteringssystemstøtte, sammenlignet med pletteringsløsningens forureningsproblem forårsaget af fosforkobberkuglesystemet, kan titaniumanoder give højere galvaniseringsevner. Derfor er udviklingsretningen for nye galvaniseringsadditiver dybest set skiftet til tilpasning af titaniumanoder, især det er udvikling og tilpasning af additiver til nye applikationer og højere krav. At vælge titanium anode betyder at vælge muligheden for fremtidig udvikling.
3.2 Ulemper og valg af titanium anoder
Sammenlignet med fosforkobberkugler kan ulemperne ved titaniumanoder opsummeres som én, hvilket er omkostningerne. Omkostninger er den vigtigste grund til at forhindre titaniumanoder i fuldt ud at erstatte fosforkobberkugler.
jeg. Udstyrsinvesteringsomkostningerne er høje
Problemet med udstyrsinvesteringsomkostninger er hovedsageligt koncentreret om følgende aspekter: For det første kræver titaniumanodesystemet et ekstra kobberoxidpulvertilsætningssystem. For bedre kontrol anbefales det at bruge et medicin online kontrolsystem på samme tid; for det andet skal strømforsyningen, der er egnet til titaniumanoder, være højere. Arbejdsspændingsdesignet har medført en stigning i omkostningerne ved fremstilling af strømforsyning til titaniumanoder; for det tredje er prisen på titaniumanoder langt højere end titaniumkurve med fosforbronzekuglesystemer (på grund af det ædle metaloxid på overfladen af titaniumanoder omkostningerne ved belægning). Sammenfattende vil brugen af titaniumanoder medføre betydelige forbedringer til det samlede budget for en række udstyr.
ii. Højere driftsomkostninger
Driftsomkostninger omfatter udskiftningsomkostninger for tilbehør (titaniumanoder) og produktions- og fremstillingsomkostninger.
På den ene side skal titanium anoden have en tilsvarende levetid. Efter en tids brug vil udladningsydelsen eller galvaniseringsydelsen af titaniumanoden falde, og den kan endda være ude af stand til at fortsætte med at opfylde de høje krav til galvanisering. Generelt skal titaniumanoder evalueres og udskiftes efter 1 til 2 års brug. Udskiftningsomkostningerne for titanium anode er meget større end for titanium kurv af fosfor bronze kuglesystem.
På den anden side, hvad angår fremstillingsomkostninger, sammenlignet med fosforkobberkugler, kommer meromkostningerne forårsaget af titaniumanoder hovedsageligt fra det ekstra forbrug af kobberbelægningsadditiver. Sammenlignet med fosforkobberkugler vil titaniumanoder føre til en betydelig stigning i enhedsforbrugsniveauet for kobberbelægningsadditiver. Derfor er hvordan man kontrollerer additivforbruget inden for et rimeligt niveau en vigtig vurderingsindikator for kunderne til at vurdere kvaliteten af titaniumanodeprodukter. Med hensyn til kobberforbrug vil der under hensyntagen til enhedsprisen og materialetabsraten for fosforkobberkugler og kobberoxidpulver ikke være et særligt stort hul i de faktiske brugsomkostninger for de to.
3.3 Valg af titanium anode
At vælge titanium anode er et valg mellem pris og kvalitet. På den ene side kan brugen af titaniumanoder faktisk forbedre proceskapaciteten og forbedre produktkvaliteten. I nogle tilfælde afgør brugen af titaniumanoder, om en producent har produktionskapaciteten for et bestemt produkt; på den anden side vil brugen af titaniumanoder være en åbenlys forbedring i forhold til fosforbronzekugler, både hvad angår engangsinvesteringsomkostninger for udstyr og efterfølgende driftsomkostninger. Når fordelene opvejer omkostningerne, er det klart, at titanium anoder faktisk vil være det naturlige valg. Desuden, i nogle tilfælde, hvis titanium anoder ikke bruges, vil fremstillingsevnen af et bestemt produkt gå tabt, titanium anoder er blevet et uundgåeligt valg. Efterhånden som produktefterspørgslen fortsætter med at stige, er forbedringer i proceskapacitet også løbende krav. På sigt vil valget af titaniumanoder uundgåeligt være en stadig mere sikker udviklingsretning.
relaterede produkter i ehisen
