涂层复材型惰性阳极材料及其制备方法和应用的制作方法

专利名称：：涂层复材型惰性阳极材料及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种熔盐电解铝惰性阳极及其制备方法及应用，属金属基碳化物金属陶瓷涂层复合材料技术颈域。
背景技术：
：传统的铝电解是在以冰晶石一氧化铝为主要成分的电解质中，以碳素材料作阳极在950-970。C的高温电解质中进行熔盐电解。电解过程中在阴极上产生金属铝，在阳极上产生新生态的氧，在上述高温下，阳极上产生的新生态氧将使碳阳极氧化燃烧产生C02。CO和CF4.C2F6,S0x.，NO等污染气体.据统计[RossBrindle，NancyMargolis:"StragyforTechnologyInnovationinthe11SAluminiumIndustry"，U.S.DepartmentofEnergy,OfficeofIndustrialTechnology],每生产一吨铝，要排放1000m3的上述污染气体。其次，由于碳阳极被不断燃烧，每生产一吨电解铝，碳素阳极电解铝，碳素阳极的消耗量达450—550kg,此消耗占铝电解生产成本的15—20%。再其次，使用碳素阳极电解铝。电能消耗高达(15kwh/kgAl)，为理论消耗量6.532kwh/kgAl的2.37倍。能耗高的原因有二，其一是氧在碳阳极上放电的过电位高达0.40.6伏，其二是由于在电解过程中，碳阳极的不断消耗，增大了阴阳两极的极间距，从而使阴阳两极间的电压降高达1.61.8伏。由于碳素阳极电解铝的上述诸多缺点，使铝电解成为一种高能耗，高污染和高成本的.行业之一。为了克服碳素阳极铝电解技术的上述缺点，在20世纪80-90年代，曾有人设想，使用惰性阳极(即在电解过程中，不被氧化燃烧，也不受电解质腐蚀而消耗的阳极)取代碳素阳极，这一设想，受到美国政府和美国铝企业的大力支持，先后投资了几十亿美元进行惰性阳极的研制和应用研究。在美国能源部和美国工业技术局所制定的"铝工业技术革命发展战略规划中"，把惰性阳极的研究放在第一位，立为重中之重的发展方向，该战略规划的有效期是2020年。在上述战略规划和经费的支持下，美国的研究人员在惰性阳极的材料合成方面做了许多研究，并发表了较多的专利和论文。例如美国专利[XinghuaLiu，SibaP.Ray,AlfredFetal:"U.S.patent.7014881B2.(Mar.21.2006"]公布了由多元氧化物粉末与金属粉末合成的金属陶瓷惰性阳极。其中多元氧化物有(NiFeAZnFe204)，(NiFe204NiO)，(NiFe204ZnFe204NiO)，(ZnNi)Fe204，(ZnNi)Fe204NiO，(ZnNi)Fe204ZnO,(ZnNi)Fe204ZnONiO，等多种组合。而与上述金属氧化物混合的金属可从Ni、Cu、Co、Zn、Cr、Ag、Ti、Al、Sc、Zr、Nb、V、Mn、Y、La等金属中选取。上述氧化物粉末与金属粉末混合的后，经过压制和烧结成为金属陶瓷惰性阳极。美国专利[SibaP.Ray，XinghuaLiuandDouglass.A:"U.S.pateut6372.119Bl(Apr.21.2006)，，]则报导了一种由FeA、NiO、Co203，等氧化物组成陶瓷相，而由Cu、Ag、Pd、Pt、An中选取其中一种或两种组成其金属相。上述氧化物粉末与金属粉末混合后，经过压制烧结成为惰性阳极材料。中国研究者于先进等人则研究了铁锌尖晶石ZnFe2(V隋性阳极及CuO，Ce02，組203和ZnO等添加剂对惰性阳极导电性和抗腐蚀性的影响[YuXiao-jin，ZhangGuang_LiandQiuZhu-xiam''ElectroconductivityandcorrosionresistanceofZnFe204_BasedMaterialsusedasInertAnode","JournalofShangHaiUniversity".Vol.3.NO.3.s印t.1999]，他们的研究结果表明ZnFeA金属陶瓷惰性阳极对铝电解质具有好的腐蚀阻力，但这种材料的导电性不佳，不能作为理想的惰性阳极。但加入CuO、Ce02、NiA和ZnO等氧化物添加剂后，则惰性阳极的导电性有所改善，但是加入了上述添加剂后，惰性阳极对铝电解质的抗腐蚀性又有所降低。中国研究者秦庆伟，赖延清，吴贤熙[QinQing-wei，LaiYan-qingandXiaoJin:"PreliminarytestingofNiFe204-NiOasceramicmatrixofcermetinertanode"(J)，"Trans.NonferrousMet.Soc.China."Vol.13.NO.5.oct.2003];赖延清、黄蔚、田忠良等["铝电解NiFe204基金属陶瓷惰性阳极性能的研究进展"(J)"矿产保护与利用"N0.4.Aug.2006];吴贤熙、徐利华、张立成["铝电解大型金属陶瓷惰性阳极的制备及电解测试"(J)"贵州工业大学学报"2006年第6期]等研究者则研究了铁镍尖晶石NiFe204为基的金属陶瓷惰性阳极，他们研究的共同点是都认为NiFeA陶瓷对铝电解质有优良的抗腐蚀性和抗高温氧化性，因此合成惰性阳极时均以NiFeA作基本原料，同时为了提高惰性阳极的导电性还往惰性阳极中加入NiO和镍粉，或者铜粉[刘卫、刘静梅、张立成"大型铝电解惰性阳极的研制"(J)"轻金属"，2006，第5期]，这些原料粉经磨细，混合，压制和烧结后成为金属陶瓷惰性阳极。但用这类惰性阳极进行铝电解时，仍然暴露出惰性阳极的导电性不佳，以及因受到惰性阳极材料污染而使电解产出的原铝含铁、铜等杂质过多，不能达到电解铝的产品标准。此外，不管是美国专利所研究过的MFe204型，M'FeA*M0型和(Ni，ZnFe204)Fe204，(Ni，Zn)Fe204'ZnO，(Ni，Zn)FeA等类型的金属陶瓷惰性阳极，还是中国研究者所研究过的ZnFe204，NiFeA和Cu-NiFe204等各种金属陶瓷惰性阳极，均存在一个共同的缺点，即抗热冲击性能差，这类金属陶瓷惰性阳极材料，在加入高温铝电解质中时，由于液面线附近的热应力特别高而使惰性阳极自动热碎断或热碎裂[吕子剑"对铝电解惰性阳极的选材与研究方向的思考。"[J]，"轻金属".2003年第10期]，这种热冲击脆断在试验规模扩大到中试，或生产性单件试验时，问题特别突出，因为尺寸愈大的金属陶瓷惰性阳极，愈容易产生热冲击脆断。此外，上述氧化物金属陶瓷惰性阳极，因不能进行机械切削加工或焊接加工，因而难以实现阳极与电解导电汇流牌的连接。为克服金属陶瓷惰性阳极的上述缺点，部分美国研究者又转向去研究金属型惰性阳极[JianhongYang，JohnN.andN.Hyrn:"AluminumElectrolysteTestswithinertAnodeinKF-A1F3-BasedElectrolyte"(J)，"LightMeteals"2006，EditedbyTravisJ.GallowayTMS]，其中最具代表性的是美国研究者JianhongYang等人研制的铝青铜型惰性阳极，因为铝青铜不仅具有优良的导电性和可机加工性，而且对铝电解质也具有较好的抗腐蚀性。由于铝青铜的熔点低于100(TC，用铝青铜阳极电解铝，不能在常规电解质中进行，而只能在由AlF2+KF+NaF+AlA四组元为主的低熔点电解质中进行，电解中保持电解质的温度在700-750"C之间。铝青铜阳极电解铝试验的结果为电流效率33.176.6%，电解产出铝中含铜量较高，达到0.62%到6.23%，超过了产品标准的要求，经过30到100小时的电解试验后，铝青铜阳极发生了灾难性的腐蚀，这说明铝青铜阳极的抗腐蚀性能依然是不理想的。惰性阳极的性能指标应包括如下六个方面具有优良的导电性和125(TC及其以上的熔点；在电解高温下，阳极材料在氟化物电解质中不溶解且其组分不污染电解产出的原铝产品；在高温急冷急热的冲击下不发生脆断；具有可机械切削加工或焊接加工的性能，能与电解导电汇流牌相连；能方便地制造出大型铝工业所需大尺寸和大批量的阳极；所需原料资源充足，且材料的成本低。目前的商品材料，无任何一种同时满足上述六项要求。
发明内容本发明的的目在于克服已在研究中的各种惰性阳极的不足，而提供一种能满足上述六项要求的惰性阳极复合材料。为了克服氧化物金属陶瓷导电性不佳，阳极与导电汇流牌的连接困难和阳极抗热冲击性能差，进入高温电解质后容易碎裂等缺点，发明者主张尽量采用金属基涂层复材型惰性阳极材料。本发明的技术方案是采用316L不锈钢作为阳极的基材，在316L不锈钢基材上有(WQ"Ni)涂层。金属涂层型惰性阳极材料用于制备导电性优良的铝电解惰性阳极。一种涂层复材型惰性阳极材料的制备方法，其特征在于用复合电镀法与等离子火焰扫描重熔工艺方法制成，复材的基材为316L不锈钢，涂层成分为(WC^Ni)二相复合物，在复合电镀槽的阴阳极之间有机械搅拌机，当搅拌速度在100—150转/分时，阴极上发生M与WC颗粒共沉积，当不开动搅拌机时，只发生镍的电沉积。所述的复合电镀的电镀液组成为NiS046H20:280—320克/升，NiCl26H20:35—45克/升，H3B03:20—40克/升，作润湿剂的12烷基硫酸钠0.1克/升，作表面活性剂的柠檬酸三铵5克/升，作光亮剂的糖精或香豆素l克/升，WC粉末2040克/升；当WC粉末的平均粒度在10um以上时，WC粉末可直接配入电镀液，当WC粉末的平均粒度在10iim以下时，WC超细粉需预先经过超声分散再配入电镀液。所述的复合电镀的工艺条件为阳极材料镍板，阴极材料316L不锈钢，阴阳极面积比1:2，极间距3540imi，镀液PH值35，镀液温度3050。C，阴极电流25安/dm2，预先镀镍时间1015分钟，镍与WC粉末共沉积时间68小时；镀液搅拌速度WC与镍共沉积时100—150转/分；单独镀镍时0转/分。所述的等离子火焰扫描重熔工艺方法是指等离子火焰重熔(WC^Ni)复合镀层时，加热到(WC^Ni)涂层出现镜面反映时，火焰需立即移动到熔区外邻近区，开始第二熔区。据试验基础，本项发明的阳极材料制备方法为1、采用抗高温腐蚀与氧化性能较优的316L不锈钢作为阳极的基材；2、(WC^Ni)阳极涂层的制备方法和步骤为按图2所示的工艺流程进行。该工艺流程中机械加工，加工件的镀前预处理和电镀件的清洗与去毛刺都是常规工艺方法，制备步骤为316L不锈钢材4机加工成阳极形状4按电镀常规技术对阳极基材进行抛光，酸洗，碱洗等镀前预处理—不开动搅拌机，预先在阳极基材上镀镍10—15分钟—开动搅拌机，进行镍与WC粉末的共沉积—按常规技术，清洗烘干电镀件，并打磨电镀毛刺4等离子火焰扫描重熔电镀层，具体工艺过程说明如下(1)WC粉末的超声分散当所用的WC粉末平均粒度在10"m以上时，因此时粉末的粒级较粗，不会发生粉末自团聚现像，因此粉末可不经超声分散就直接配入镀液。而当WC粉末的平均粒度在10"m以下时，由于部分粉末粒度已接近纳米或准纳米级别，粉末自身有自团聚现像，需进行超声分散。超声分散的工艺方法和设备，按纳米粉末分散的常规工艺方法进行；(2)预先镀镍预先镀镍是本项发明的特定过程，在这个过程中，不开动搅拌机，WC粉末不会悬浮和运动，而呈静置状沉于底部。因而只产生镍的电沉积，10—15分钟的镍单独电沉积层，相当于(WC^Ni)工作涂层的预涂层，在等离子扫描重熔中，该预涂层中无WC，只有Ni，有利于基材与预涂层的互溶和合金化，也有利于涂层重熔过程中涂层熔点的降低。(3)WC粉末和镍的共沉积过程该过程是制备(WC""Ni)工作涂层的主要阶段，在该过程中，由于开动了镀液搅拌机，加入镀液中的WC粉末处于悬浮和运动状态，因此在金属镍离子在阳极上发生电沉积的同时，WC粉末也同镍在阳极上发生共沉积。WC与镍共沉积后，涂层的抗腐蚀性和抗磨性均比单独的镍镀层显著提高。(4)(WC^Ni)镀层的等离子火焰扫描重熔如前所述，重熔的目的是提高(WC~~Ni)涂层与316L不锈钢基材的结合力，以防止在阳极进入高温电解质后，产生涂层与基材的局部分离隆起现象，等离子火焰扫描重熔的技术关键在于把握好重熔过程中涂层的"镜面反映"现像。"镜面反映"的出现是涂层开始熔化的标志。"镜面反映"一出现，火焰就应立即移到镜面圈外的邻近位置，否则将会出现过烧而产生涂层穿漏。反之若尚未出现"镜面反映"，火焰就被移开，便会出现欠熔区，欠熔区是涂层与基材尚未达到冶金结合的区域。3、(WC^Ni)电镀涂层的镀液配方电镀液配方如表l所示表l.制备(WC^Ni)涂层的电镀液组成<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>4、电镀工艺条件:阴极材料316L不锈钢；阳极材料石墨板;阴阳极面积比1:2;极间距35—40腿；镀液PH值3.0—5.0;镀液温度3050°C;电流密度25A/dm2;复合电镀时间68小时。镀液搅拌速度100—150转/分(WC^Ni复合镀)，0转/分(镀Ni)。在上述镀液组成和电镀工艺条件下，所获得的镀层厚度约0.2~~Q.25mm，镀层的组织结构为与基材不锈钢直接结合的为镍涂层，WC颗粒被嵌镶在镍涂层中。经过等离子火焰高温扫描重熔后，镍涂层与不锈钢基材之间和镍涂层与WC粉末颗粒之间，均形成了牢固的冶金结合。金属型惰性阳极的主要缺点是抗高温氧化与抗高温电解质腐蚀的性能皇，为了提高金属型阳极的高温抗蚀性，发明人曾选择了40多种金属材料在970°C的铝电解质中进行高温浸泡试验。试验结果表明，在不锈钢表面上，用复合电镀法制取的(WC^"Ni)复合镀层，在各种金属材料中，具有优良的高温耐蚀性，在参试的40多种金属材料中，其抗高温腐蚀性仅次于贵金属铂。例如经过72小时的高温浸泡后，铂的单位面积失重为0.0105克/cm2，而(WC^"Ni)涂层的失为0.0170克〃cm2。此外在IOO(TC的空气炉中进行20小时的高温氧化试验，结果表明，铂的单位面积氧化增重为O.00009克/cm2，而(WC""Ni)涂层的单位面积氧化增重为0.0043克/cm2。在40余种参试的金属材料中，(WO"Ni)涂层的抗高温腐蚀与氧化性能仅次于铂。制取(WC^M)硬面涂层复材(M代表各种金属)，目前广泛采用热喷涂方法(其中包括等离子热喷涂，超音速热喷涂和氧一乙炔火焰热喷涂)。但上述各种热喷涂方法，均具有粉末利用率低(一般均有30—40%的喷粉抛撒损失)和需要昂贵的喷涂设备等缺点，此夕卜，热喷涂制取(WC""Ni)涂层的是一种高温过程，在空气中，高温下会产生粉末中WC成分的氧化衰变(2『C+i"4^C+CO个)，导致涂层中碳含量的降低，使涂层的抗磨性和抗腐蚀性降低。使用复合电镀法制取(WC^Ni)涂层，将不会产生粉末中WC成分的氧化衰变，也不会产生粉末原料的损失。然而该项发明的目的是用该涂层作为铝电解的新型阳极，该阳极是在950一97(TC的强腐蚀介质中工作。实验表明，纯电镀涂层与不锈钢基材的结合是不够牢固的，在高温的冲击下，电镀层会与基材局部脱壳而产生镀层"隆起"现像。为克服这种弊病，该项发明采用在复合电镀法制得(WC—Ni)涂层后，对涂层复材再加一次等离子扫描重熔的过程。选择不同的不锈钢作为(WC^Ni)涂层的基材，所得到的应用效果是相当不同的，据本发明的实验，当选取2Crl3马氏体不锈钢作基材时，所做出的涂层阳极用于电解铝时，电极的电阻随电解时间的变化如图1中的实心园点线所示，从图1中结果可知，当电解进行到23小时，用2Crl3作为基材的(WC^Ni)涂层阳极，电阻骤然升高，电流从开始时的36A降到23A，到25小时时，电流再继续减小，电解逼迫停止。当选择316L不锈钢作基材时，做成的(WC""Ni)涂层阳极进行铝电解时，电极的电阻随电解时间的变化如图1中的空心圆点曲线所示，电解进行到30小时，电极的电阻虽然随电解时间的增加而有少量波动，但电极的电阻并无骤然增加，电解可持续进行。图l为不同基材条件下，(WC^Ni)涂层复材阳极铝电解时，电阻随电解时间的变化，其中实心园点线为2Crl3不锈钢基材；空心园点线为316L不锈钢基材。图2为制取(WC~~Ni)涂层复材阳极的工艺流程图，其中超声分散只对平均粒度小于10um的微细WC粉末才必须。图3为复合电镀制取(WC^Ni)的实验装置。图3中1为电动机(带调速装置)，2为阳极板，3为不锈钢阴极板，4为玻璃质搅拌器，5为烧杯，6为电加热水浴锅，7为烧杯支座，8为温度计。图4为(WC^Ni)涂层试样的横断面50倍放大图，图中A为基材，B为镀层，C为大气层。图5为(WC""Ni)涂层惰性阳极试样的涂层面高倍500倍放大图，图中显示出密集的WC颗粒或颗粒束被嵌镶于镍镀层中。图6为铝电解实验装置图，图中l为(WO"Ni)复材阳极，2为石墨坩锅，3为铜阴导电杆(用螺旋旋入石墨坩锅侧壁)，4为TiB2润湿阴极，5为刚玉绝缘内衬，6为电解质。具体实施例方式下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的保护范围并不限制在这些实例。实施例l:316L不锈钢棒材，机加工成园柱状，经过表面抛光和碱洗水洗酸洗再水洗后放入图3的阴极位置实施电镀，镀液组成为NiS04.6H20:300克/升，NiCl2.6H20:40克/升，H3B03:35克/升，WC粉未30克/升，12烷基硫酸钠0.1克/升，柠檬酸三铵5克/升，糖精1克/升，电镀工艺条件为:PH=3.0，镀液温度40。C，电流密度3.5A/dm2。不开动搅拌机，经过12.5分钟的预先镀镍后，进入开动搅拌机的复合镀阶段，搅拌机转速125转/分，经过7小时连续复合电镀后，再经清洗阴极，打去边缘毛刺，然后进行等离子火焰扫描重熔，等离子火焰加热的工艺，按等离子火焰热喷涂的常规工艺进行，经过扫描重熔后的园柱状复材阳极，在园柱的一端加工出螺纹，以便与导电系统相连。按图6的电解装置，把做好的阳极安装在阳极位置，进行铝电解试验考查，进行铝电解时，把图6所示的全套电解槽装置放于外加热式的坩锅炉中，由坩锅炉提供熔化电解质的热量和维持电解温度在960°C左右，电解质的摩尔比(肘)分子=2.5，电解质的其余成分为CaF2=5%，Al203=5%，A1F3=4.5%，余量为，3Na3AlF6。电解的槽电压在4.5到5伏之间波动，极间距为4.5cm。经过30小时的熔盐铝电解，槽电压和电流有少量波动，但电压波动在0.5伏范围，电流波动在1.5安范围内，表明(WC^Ni)涂层阳极有优良的导电性，电解产出的铝其杂质含量为Fe^.48%、Si=0.45%、Cu=0.065、Ni=0.16，符合国标的要求。精确测量电解前后的阳极直径减量，并换算成年腐蚀质量损失为38.46咖/年。实施例2:电镀的阴极为316L不锈钢基材，电渡液的组成为NiS046H20:280克/升、NiCl2'6H20:45克/升，貼03:35克/升,WC粉未:20g/l，十二烷基硫酸钠0.1克/升，柠檬酸三铵5克/升糖精1克/升。电镀工艺条件为温度30。C，PH为4.0，电流密度为5A/dm2，预先镀镍时间为10分钟，复合电镀(WC-Ni)时搅拌机的转速为110转/分，复合电镀时间为8小时，电镀后经等离子火焰扫描重熔。(WC-Ni)复材阳极的其他制备过程同实施例l。所制出的(WC-Ni)复材惰性阳极经机加工出导电连接螺纹后，按装在图6所示的电解装置中的阳极位置，进行铝电解试验，电解质的摩尔比为分^2.2，电解温度950。C，电解操作的其他工艺条件同实施例l。经过30小时的连续电解试验，槽电压和电流的波动分别在0.5伏和1.5安的许可范围内，表明阳极具有良好的导电性，电解产出的铝，其杂质含量分别为Fe=0.42%，Si=0.35%,Cu=0.06%和Ni=0.02%，电解铝符合国标的要求。精确测量电解前后阳极的最大直径减量，并换算成年腐蚀质量损失速率为37.94mm/年。实施例3:园柱形316L不锈钢阴极电镀(WC-Ni)涂层，电镀液组成NiS04.6H20:320克/升，NiCl2.6H20:35克/升，國3:35克/升，糖精1克/升。电镀工艺条件为镀液温度5(TC:PH值二5.0，复合电镀搅拌机转速150转/分，电流密度2A/dm2，复合电镀时间6小时，复合电镀前未开搅拌机的预镀镍时间为15分钟，电镀后经过等离子火焰扫描重熔，阳极制备的其他操作步骤同实施例l。制出的(WC-Ni)涂层惰性阳极，机加工出螺纹后，按图6的电解装置，安装在阳极位置进行铝电解试验，铝电解质的成分和电解操作工艺条件同实施例1。经过30小时的铝电解试验，产出的电解铝，其杂质含量为Fe=0.47%，Si=0.34%,Cu=0.07%，Ni=0.003^，电解铝质量符合国标要求。精确测量电解前后阳极直径的最大减量，并换算成年腐蚀质量损失速率为36.93mm/年。从实施例1、2和3所获得的阳极最大年腐蚀速率，虽不如金属氧化物陶瓷阳极的优，但与国内外文献中所报导过的铝铜合金和镍铁合金等金属型惰性阳极相比[[JianhongYang，JohnN.andN.Hyrn:"AluminumElectrolysisTestswithinertAnodeinKF-AlF3_BasedElectrolysis"(J)，"LightMeteals"2006，EditedbyTravisJ.GallowayTMS;石忠宁"Ni-Fe-Cu惰性金属阳极的抗氧化和腐蚀性能"(J)，"中国有色金属学报"，2004年第4期。P591-595;石忠宁邱竹贤"新型铝电解金属基复合材料惰性阳极的研制与应用"[J]，"轻金属"、2003年，第11期19-41]，本发明(WC-Ni)涂层阳极的年腐蚀速率算是最好的。权利要求1、一种涂层复材型惰性阳极材料，其特征在于采用316L不锈钢作为阳极的基材，在316L不锈钢基材上有(WC—Ni)涂层。2、如利要求1所述的金属涂层型惰性阳极材料，其特征在于用于制备导电性优良的铝电解惰性阳极。3、一种涂层复材型惰性阳极材料的制备方法，其特征在于用复合电镀法与等离子火焰扫描重熔工艺方法制成，复材的基材为316L不锈钢，涂层成分为(WC—Ni)二相复合物，在复合电镀槽的阴阳极之间有机械搅拌机，当搅拌速度在100—150转/分时，阴极上发生Ni与WC颗粒共沉积，当不开动搅拌机时，只发生镍的电沉积。4、根据权利要求3所述的涂层复材型惰性阳极材料的制备方法，其特征在于所述的复合电镀的电镀液组成为.MS04'6H20:280—320克/升，NiCl26H20:35—45克/升，H3B03:20—40克/升，作润湿剂的12垸基硫酸钠0.1克/升，作表面活性剂的柠檬酸三铵5克/升，作光亮剂的糖精或香豆素l克/升，WC粉末2040克/升；当WC粉末的平均粒度在10"m以上时，WC粉末可直接配入电镀液，当WC粉末的平均粒度在10um以下时，WC超细粉需预先经过超声分散再配入电镀液。5、根据权利要求3所述的涂层复材型惰性阳极材料的制备方法，其特征在于所述的复合电镀的工艺条件为阳极材料镍板，阴极材料316L不锈钢，阴阳极面积比1:2，极间距3540mm，镀液PH值35，镀液温度3050°C，阴极电流25安/dm2，预先镀镍时间1015分钟，镍与WC粉末共沉积时间68小时；镀液搅拌速度WC与镍共沉积时100—150转/分；单独镀镍时0转/分。6、根据权利要求3所述的涂层复材型惰性阳极材料的制备方法，其特征在于所述的等离子火焰扫描重熔工艺方法是指:等离子火焰重熔(WC^Ni)复合镀层时，加热到(WC^Ni)涂层出现镜面反映时，火焰需立即移动到熔区外邻近区，开始第二熔区。全文摘要一种熔盐电解铝涂层复材型惰性阳极，用复合电镀法与等离子火焰扫描重熔工艺方法制成，复材的基材为316L不锈钢，涂层成分为(WC-Ni)二相复合物。复合电镀液由NiSO₄·6H₂O。NiCl₂·6H₂O，H₃BO₃和WC粉末等成分组成。在阴阳极之间有机械搅拌机，当搅拌速度在100-150转/分时，阴极上发生Ni与WC颗粒共沉积，当不开动搅拌机时，只发生镍的电沉积。为了增加镀层与基材的结合，镀后再加等离子火焰扫描重熔。用该法做成的阳极，经过30小时以上的熔盐电解铝试验，阳极的腐蚀速率在36.9～38.4mm/年之间。生产出的电解铝达到国标的要求。与氧化物金属陶瓷阳极相比，虽抗腐蚀性略低，但该阳极确克服了氧化物金属陶瓷阳极所具有的导电性不佳，阳极与导电系统连接困难和阳极抗热冲击性能差，而产生热冲击断裂和阳极成分会污染电解铝产品，难以获得符合国标的电铝产品等缺点。文档编号C25C3/12GK101429666SQ200810233649公开日2009年5月13日申请日期2008年11月28日优先权日2008年11月28日发明者张自华,戴永年,丽李,彬杨,飚王,王宇栋,马文会申请人:昆明理工大学