鈦陽(yáng)極主要的機(jī)械設(shè)計(jì)由于需要與設(shè)備匹配,主要工作是由設(shè)備商完成的。面對(duì)如何優(yōu)化鈦陽(yáng)極放電均勻性的設(shè)計(jì)問(wèn)題,陽(yáng)極制造商應(yīng)當(dāng)給予相應(yīng)的建議和支持,主要可以從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮。
1. 電阻率問(wèn)題
鈦陽(yáng)極放電均勻性設(shè)計(jì),首先需要關(guān)注的點(diǎn)就是鈦材的電阻率問(wèn)題。純鈦的電阻率約為0.47 μΩ·m,接近于同等條件下純銅的30倍。使用磷銅球時(shí),陽(yáng)極電流通過(guò)鈦籃上部引入,然后在整個(gè)陽(yáng)極內(nèi)部是通過(guò)銅球進(jìn)行傳導(dǎo)(本質(zhì)上可以認(rèn)為電流是經(jīng)過(guò)銅進(jìn)行傳導(dǎo)),因此上部和下部的導(dǎo)電性差異非常小,基本可以忽略不計(jì)。而使用鈦陽(yáng)極的話,由于鈦材的導(dǎo)電性相對(duì)較差,尤其是當(dāng)鈦陽(yáng)極工作在較高電流密度下,電流通過(guò)陽(yáng)極上部傳導(dǎo)到下部時(shí),本身鈦材的電阻會(huì)導(dǎo)致電壓從上到下存在明顯降低。這樣會(huì)導(dǎo)致在鈦陽(yáng)極Z下部,放電電流密度會(huì)顯著低于鈦陽(yáng)極Z上部。
在進(jìn)行陽(yáng)極設(shè)計(jì)時(shí),首要考慮的是如何減少由于鈦材的長(zhǎng)距離傳導(dǎo)導(dǎo)致電壓降問(wèn)題。主要可以通過(guò)以下兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行優(yōu)化:①降低傳導(dǎo)電阻率,使用更寬更厚的鈦材進(jìn)行電流傳導(dǎo),或者使用鈦銅復(fù)合材料來(lái)輔助電流傳導(dǎo);②分散電流傳導(dǎo)點(diǎn),在陽(yáng)極表面設(shè)置多個(gè)電流傳導(dǎo)點(diǎn),避免傳輸距離過(guò)長(zhǎng)。
2. 陽(yáng)極基材類(lèi)型的針對(duì)性?xún)?yōu)化
目前鈦陽(yáng)極的設(shè)計(jì)中,陽(yáng)極基材類(lèi)型的選用基本有兩種:一種是鈦板,另一種是鈦網(wǎng)。
鈦網(wǎng)是由鈦板進(jìn)行沖切拉伸而成,其主要優(yōu)點(diǎn)有兩方面,一是相對(duì)鈦板來(lái)說(shuō)可以節(jié)省鈦材用量;二是由于鈦網(wǎng)通常會(huì)做雙面涂覆,即使是不面對(duì)產(chǎn)品的背面,由于網(wǎng)狀材料是鏤空的結(jié)構(gòu),背面涂層也可以參與放電,因此整個(gè)網(wǎng)狀陽(yáng)極的有效放電面積比鈦板要大,這樣可以降低實(shí)際陽(yáng)極工作條件的電流密度。網(wǎng)狀陽(yáng)極往往機(jī)械強(qiáng)度更差,而且對(duì)比板狀陽(yáng)極,電阻率也更高。針對(duì)上述問(wèn)題,設(shè)計(jì)合適的框架并優(yōu)化焊點(diǎn)位置,可以大大改善鈦網(wǎng)陽(yáng)極的平整性和放電均勻性問(wèn)題。
使用板狀陽(yáng)極Z大的優(yōu)點(diǎn)在于,板狀陽(yáng)極的基材是可以重復(fù)利用的。在陽(yáng)極涂層失效以后,可以對(duì)殘余涂層剝離,并對(duì)基材表面進(jìn)行徹底清潔后,可以重新涂覆涂層,這樣今后在陽(yáng)極的應(yīng)用中,可以一定程度上節(jié)省長(zhǎng)期使用的成本(雖然一次性投入會(huì)稍大些)。另一方面,板狀陽(yáng)極基材厚度通常選擇2mm和3mm,而網(wǎng)狀陽(yáng)極一般適合由1mm鈦板拉制而成(中間還有鏤空),因此板狀陽(yáng)極的導(dǎo)電性要好于網(wǎng)狀陽(yáng)極。同時(shí),板狀陽(yáng)極相對(duì)機(jī)械強(qiáng)度要比網(wǎng)狀陽(yáng)極更強(qiáng),平整度會(huì)更好。但這并不意味著板狀陽(yáng)極放電均勻性一定優(yōu)于網(wǎng)狀陽(yáng)極。相比而言,板狀陽(yáng)極的整體機(jī)械設(shè)計(jì)會(huì)比網(wǎng)狀陽(yáng)極(帶框架)更為簡(jiǎn)單,但如果要適應(yīng)于更高的電鍍均勻性要求,板狀陽(yáng)極電流接入點(diǎn)的分布還是有優(yōu)化空間的。
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