[发明专利]一种铝合金复合板材的应用

说明书

本发明提供了一种铝合金复合板材的应用，所述板材用于锌电极，所述板材以铝合金为基材，在其上分别依次设置有金属氟化物过渡层、铬金属层、铬铜氮合金层、铅银合金层，获得的铝合金板材的硬度高，结合力强，作为电积阳极时，其寿命和耐腐蚀性远远超同类阳极。

技术领域

本发明涉及阳极板制备技术领域，尤其涉及一种铝合金复合板材的应用，具体涉及电极锌领域。

背景技术

现代锌冶炼方法分为火法与湿法两大类，其中以湿法为主，火法炼锌包括焙烧、还原蒸馏和精炼三个主要过程，主要有密闭鼓风炉炼锌、平罐炼锌、竖罐炼锌、及电热法炼锌。平罐炼锌和竖罐炼锌都是间接加热，存在能耗高、对原料的适应性差等原因，平罐炼锌几乎被淘汰，竖罐炼锌目前国内也只有葫芦岛锌厂等少数厂家采用。电热法炼锌虽然直接加热但不产生燃烧气体，也存在生产能力小、能耗高、锌的直收率低的问题，因此发展前途不大，仅适于电力便宜的地方使用。密闭鼓风炉炼锌的最大特点是能同时冶炼铅和锌，采用燃料直接加热，能量利用率高的优点，可处理复杂的铅锌矿、钢厂烟尘等各种杂料是目前主要的火法炼锌设备，相比于火法炼锌，湿法炼锌由于资源综合利用好、单位能耗相对较低、对环境友好程度高，是锌冶金技术发展的主流，到20世纪80年代初其产量约占世界锌总产量的80%。

目前锌电积用阳极一般必须满足以下基本条件：（1）具有良好的导电性;（2）对电极反应具有良好的电催化活；（3）耐腐蚀性强；（4）机械强度和加工性能好；（5）使用寿命长、成本低。

如CN201911199298A公开了一种铝/铅阳极板及其制备方法，包括以下步骤：以外表面为铜层的基板为基体浇铸铅银合金的合金液，得到阳极板预产物；将所述阳极板预产物依次进行热处理和轧制，得到铝/铅阳极板；所述铅银合金为以铅和银为基体元素的合金。所述铜层在铝与铅之间同时形成金属间化合物，能够有效的提高铅和铝之间的结合性能以及导电能力，可以大大降低整个阳极板的电阻，减少因电阻过大而引起的电能消耗。同时，本发明所述的制备方法得到的铝/铅阳极板中的铝骨架达到使用寿命可以进行回收，重新制造新的复合材料，有利于资源的回收利用，但应当明确的是所述专利在理论上就存在一定的缺陷，主要集中一下两点：（1）但是本领域技术人员知晓的在铝材上直接电镀铜层，铜铝的热胀系数差别极大，在持续高温的电积锌条件下，会发生明显的热剥离效应，造成电积鼓包，寿命降低；（2）铝的电极电位很负，所述专利采用电镀镀敷铜，在电镀过程中，首先会发生铝与铜盐的置换反应，形成的铜金属，严重影响镀层与铝基体的结合强度。

除了上述铅银合金电极板外，现有技术中含有钛基DSA: 以钛作为基体，表面涂覆具有电催化活性物质涂层的形状稳定的阳极；贵金属基DSA电极；不锈钢基阳极；铝基阳极、石墨阳极、陶瓷阳极等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金复合板材的应用，利用本发明所述的制备方法制备得到的铝合金复合板材具有良好的导电性，层间结合力强，寿命长。

一种铝合金复合板材的应用，所述板材用于锌电极，所述板材以铝合金为基材，在其上分别依次设置有金属氟化物过渡层、铬金属层、铬铜氮合金层、铅银合金层，其中所述铬金属层、铬铜氮合金层的制备过程如下：

(a)使用真空泵抽真空至5×10^-2Pa后，通入惰性气体氩气，启动脉冲偏压电源，电压设置在700V-800V，占空比为40％-50％，频率为20KHz-30KHz，时间为5-6min，清洗含有金属氟化物过渡层的铝合金；

(b)降低脉冲偏压幅值至400-500V，占空比为20％-30％，频率为10KHz-20KHz，调整工作气压，使得真空达到0.6-1Pa，开启铬靶，使得铬靶材弧电流在70-80A，沉积时间为3-5min，沉积Cr层；

(c) 通入100sccm N2作为反应气体，开启铬铜靶和继续开启铬铜靶，脉冲偏压幅值至400-500V，占空比为20％-30％，频率为10KHz-20KHz，使得铬靶材弧电流在70-80A，铬铜靶材弧电流在90-100A下沉积CrCuN层。