[发明专利]一种可溶性阳极机构

说明书

本发明公开了一种可溶性阳极机构，属于电沉积领域。该机构包括呈薄壁圆筒状的搅拌桨、同中心轴线地置于搅拌桨内部的棒状阳极、对称地安设于搅拌桨两端的端头、阳极套、设有内环的端套、设有中心通孔的支撑轴、导电柱、固定架、蜗轮和蜗杆；所述的支撑轴可转动地置于端头的内部且二者的旋转中心线重合；所述的端套螺纹配合联接地套接在端头上，且外凸台凸入内环的内部；所述的棒状阳极与所述的支撑轴的两端头固定对接在一起；所述的导电柱置于中心通孔内且与棒状阳极紧密接触。本发明提高了加工效率，极大地改善了沉积层厚度的均匀性和可控性，从而提高了产品的质量。

技术领域

本发明涉及电沉积加工领域，具体是一种可溶性阳极机构。

背景技术

电沉积是一种基于电化学沉积原理的成形、成材和成膜技术，具有能精确再现微细纹路、工艺温度低、结构-性能-形貌易协同调控、加工对象材料与几何特征尺寸受限小等特点，在航空航天、国防武器、精密机械、微电子、工艺品、表面工程等领域应用广泛。电沉积层/件的形貌特征与性能取决于电沉积系统中的所有关联要素。虽然其评价指标如颜色、光亮度、硬度、耐腐蚀性、导电导热性、厚度均匀性等因应用不同而各有侧重，但是，厚度均匀性却共同关注。这是因为，沉积层/件厚度的不均意味着其所依存产品的色泽、性能、功能或精度等的分布不均。而在传统挂镀中，电沉积加工的出的金属制件往往会存在微观和宏观的不均匀性。

专利CN108588803A提出了一种利用输出超窄带状电流的惰性线阳极贴近（而不接触）阴极表面进行往复扫描而实现电沉积的新方法。该法极大地克服了常规电沉积方式的不足，通过金属微量逐层叠加的方式来显著提高沉积件的均匀性和厚度可控性。但该法使用的阳极为电化学惰性材料，即不溶性阳极。不溶性阳极的应用必然会导致阳极附近溶液中的氢氧根离子被氧化（副反应）而形成大量氧气(泡），同时大幅度降低电流效率，而粘附在阳极表面的气泡不可避免地会产生诸如阴极电流分布畸变、阴极电流被屏蔽、阻碍电解液流动等负面作用，进而导致沉积金属层出现这样那样的缺陷。而且，不溶性阳极的使用所带来的另外一个问题是，被阴极反应消耗的金属离子因无法得到及时补充而导致溶液组分难以维持稳定，铸层性能因此波动大。因此，有必要提出一种新的用于扫描式电沉积新方法的阳极机构，以使其既能输出必需的超窄分布电流，又能按需溶解以避免氧气的析出和电解液组分的失衡，进而使新电沉积方法更好地满足工程应用需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的用于扫描式电沉积新方法的阳极机构，以使其既能输出必需的超窄分布电流，又能按需溶解以避免氧气的析出和电解液组分的失衡，进而使新电沉积方法更好地满足工程应用需要。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种可溶性阳极机构，其特征在于：它包括呈薄壁圆筒状的搅拌桨、同中心轴线地置于搅拌桨内部的棒状阳极、对称地安设于搅拌桨两端的端头、阳极套、设有内环的端套、设有中心通孔的支撑轴、导电柱、固定架、蜗轮和蜗杆；所述的搅拌桨的正下方设有窄缝；所述的搅拌桨的与窄缝正对的正上方设有通孔；所述的搅拌桨的两端部设有外凸台；所述的支撑轴可转动地置于端头的内部且二者的旋转中心线重合；所述的端套螺纹配合联接地套接在端头上，且外凸台凸入内环的内部；所述的蜗轮固定于支撑轴上；所述的固定架可拆卸地固定于端头的外侧；所述的蜗杆与蜗轮啮合联接且两者的旋转中心轴线相互垂直；所述的棒状阳极与所述的支撑轴的两端头固定对接在一起；所述的导电柱置于中心通孔内且与棒状阳极紧密接触。

所述的阳极套套在棒状阳极上。

所述的棒状阳极的材质为镍、铜等易于电化学溶解的活泼金属。

所述的搅拌桨的侧壁厚度为0.1~0.3mm，以便于搅拌桨空腔内的电解液与槽液的传质与更新。

所述的窄缝的宽度为0.05~0.1mm，以期输出超窄带状分布电流。

所述的通孔的直径为0.5~2mm，相邻孔间距为0.5~2cm，以保证搅拌桨空腔与外界大气压相通以及棒状阳极附近可能产生的极少量的气泡的排出。