鈦陽(yáng)極放電均勻性設計基材選擇及注意的問(wèn)題
發(fā)布時(shí)間: 2022-11-11 瀏覽:538
鈦陽(yáng)極主要的機械設計由于需要與設備匹配,主要工作是由設備商完成的。面對如何優(yōu)化鈦陽(yáng)極放電均勻性的設計問(wèn)題,陽(yáng)極制造商應當給予相應的建議和支持,主要可以從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮。
i. 電阻率問(wèn)題
鈦陽(yáng)極放電均勻性設計,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)極內部是通過(guò)銅球進(jìn)行傳導(本質(zhì)上可以認為電流是經(jīng)過(guò)銅進(jìn)行傳導),因此上部和下部的導電性差異非常小,基本可以忽略不計。而使用鈦陽(yáng)極的話(huà),由于鈦材的導電性相對較差,尤其是當鈦陽(yáng)極工作在較高電流密度下,電流通過(guò)陽(yáng)極上部傳導到下部時(shí),本身鈦材的電阻會(huì )導致電壓從上到下存在明顯降低。這樣會(huì )導致在鈦陽(yáng)極最下部,放電電流密度會(huì )顯著(zhù)低于鈦陽(yáng)極最上部。
在進(jìn)行陽(yáng)極設計時(shí),首要考慮的是如何減少由于鈦材的長(cháng)距離傳導導致電壓降問(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降低傳導電阻率,使用更寬更厚的鈦材進(jìn)行電流傳導,或者使用鈦銅復合材料來(lái)輔助電流傳導;②分散電流傳導點(diǎn),在陽(yáng)極表面設置多個(gè)電流傳導點(diǎn),避免傳輸距離過(guò)長(cháng)。
ii. 陽(yáng)極基材類(lèi)型的針對性?xún)?yōu)化
目前鈦陽(yáng)極的設計中,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,一是相對鈦板來(lái)說(shuō)可以節省鈦材用量;二是由于鈦網(wǎng)通常會(huì )做雙面涂覆,即使是不面對產(chǎn)品的背面,由于網(wǎng)狀材料是鏤空的結構,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)極往往機械強度更差,而且對比板狀陽(yáng)極,電阻率也更高。針對上述問(wèn)題,設計合適的框架并優(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)極最大的優(yōu)點(diǎn)在于,板狀陽(yáng)極的基材是可以重復利用的。在陽(yáng)極涂層失效以后,可以對殘余涂層剝離,并對基材表面進(jìn)行徹底清潔后,可以重新涂覆涂層,這樣今后在陽(yáng)極的應用中,可以一定程度上節省長(cháng)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)極的導電性要好于網(wǎng)狀陽(yáng)極。同時(shí),板狀陽(yáng)極相對機械強度要比網(wǎng)狀陽(yáng)極更強,平整度會(huì )更好。但這并不意味著(zhù)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)極的整體機械設計會(huì )比網(wǎng)狀陽(yáng)極(帶框架)更為簡(jiǎn)單,但如果要適應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。
當然,關(guān)于放電均勻性的設計,不是一個(gè)三言?xún)烧Z(yǔ)能完全說(shuō)清楚的問(wèn)題。此處也只是拋磚引玉,引發(fā)相關(guān)的思考。
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