鈦具有比重輕、機(jī)械強(qiáng)度高、抗腐蝕等諸多優(yōu)點(diǎn)，然而若用其作為陽極則極易鈍化，故常在其表面覆蓋一層鉑，發(fā)揮鉑極高的化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的催化活性的特點(diǎn)，制成鉑鈦陽極。該陽極性能極其穩(wěn)定、耐腐蝕，幾乎可用于常見的各種介質(zhì)，且對于放氧反應(yīng)過電位很高，對于放氫反應(yīng)過電位很低等突出的優(yōu)點(diǎn)。
鈦表面覆蓋鉑有電鍍法、爆炸包覆法、電阻焊接包覆法等方法，電鍍法以其包覆層均勻、厚度薄、密閉性好等優(yōu)點(diǎn)而獨(dú)占勝場。電鍍法中又分為水溶液電鍍法和熔融鹽電鍍法。熔融鹽電鍍法將劇毒氰化鈉(熔點(diǎn)563．7℃)或氰化鉀加熱熔融，以純鉑為陽極迸行電鍍。由于該方法需將氰化鈉熔融，故電鍍溫度必須在其熔點(diǎn)563．7℃以上，工藝條件苛刻，故通常不予使用。本文介紹水溶液電鍍法相關(guān)電鍍工藝。
1、鉑鈦陽極制備
制備鉑鈦陽極一般選用純鈦網(wǎng)，這樣制得的陽極質(zhì)量輕，且不影響鍍液的流動，便于減小鍍槽中各部分的濃度差。鈦網(wǎng)孔型的選擇對有效表面積和鉑鈦陽極上電流分布狀況有一定的影響。和其它電鍍一樣，鉑鈦陽極制備也包括鍍前處理、電鍍和后處理等步驟。具體工序?yàn)椋撼?、噴砂、活化、轉(zhuǎn)化膜、電鍍、真空熱處理。
1.1 鍍前處理
電鍍前首先要除油，除油液的選擇與鈦網(wǎng)表面油污狀況有關(guān)，一般選用資料上報道的配方即可。如NaOHl59／L，Na：CO，409／L、Na3PO,,309／L，表面活性劑29L。溫度80
-900C，時間20—30 rain。除油后需漂洗干凈。
除油后進(jìn)行噴砂處理，噴砂的目的是為了提高表面的粗糙度，增強(qiáng)鍍層的結(jié)合力。噴砂處理增加了欽網(wǎng)的表面積。
活化處理多數(shù)用硫酸、硝酸、鹽酸、草酸、氫氟酸及其混合酸。文獻(xiàn)中有對不同酸活化后電鍍結(jié)合力的比較，但筆者的試驗(yàn)結(jié)果與之不盡相同，這可能與試驗(yàn)對照組數(shù)目尚不夠太多，且影響鍍層結(jié)合力的因素繁多有關(guān)。筆者目前所采用的活化液中加入了一些添加劑，經(jīng)過數(shù)百次的重復(fù)試驗(yàn)性能穩(wěn)定。為免誤導(dǎo)讀者，相關(guān)內(nèi)容將在通過更多試驗(yàn)，得到更加確切無誤的結(jié)論后發(fā)表。
選擇合適的轉(zhuǎn)化液，可在鈦表面形成轉(zhuǎn)化膜，轉(zhuǎn)化膜的好壞是直接影響鍍層結(jié)合力的關(guān)鍵之一。
1.2 鍍鉑
水溶液電鍍法鍍鉑可粗分為酸性鍍鉑和堿性鍍鉑兩類。文獻(xiàn)報道的pH<7的酸性鍍液按其主鹽可分為l(2PtCl‘型，l(2Pt(N02)2Q2型，H2 Pt(N02)2SO,型，l(2Pt(N02)2S04型，Pt(NH3)2N02型，Pt(NH3)2(N02)2型等；pHi7的堿性或中性鍍液有Pt(NH3)。HP04型，Pt(NH，)4(S03Nrh)2型，pb(NH3)．(C。H5 07)2型，Pt2(NH3)[(c：比)：NH]：(P04)：型等。筆者對其中的幾種配方進(jìn)行了試驗(yàn)，但由于存在鍍液制造麻煩、穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，或者鍍出的產(chǎn)品質(zhì)量不佳，終被舍棄。筆者現(xiàn)在所用的堿性鍍液(pH>11)，主鹽由兩種含鉑鹽組成，含Pt量控制在3—109／L，用非離子表面活性劑作添加劑，溫度40一65℃，電流密度0．2-0．5 A／dm2，采用0．4A／dm2電鍍時沉積速率約為3p,m／h。采用上述鍍液已制作了約300塊尺寸為350ram×560mm的鉑鈦陽極，除中途因Pt的消耗進(jìn)行添加含Pt鹽處理，鍍槽中沉淀物過多時打開過濾器過濾外，鍍液一直非常穩(wěn)定。由于制作的鉑鈦陽極面積較大，仿照賤金屬電鍍，電鍍時采取了相應(yīng)的改善措施。
1.3 鍍后處理
鍍后真空熱處理的目的主要是為了提高鉑鍍層與鈦基體之間的結(jié)合力。經(jīng)熱處理后六方系的鈦與表層鉑產(chǎn)生相互擴(kuò)散，有可能形成鉑鈦合金過渡層，鉑鈦之間通過金屬鍵的作用提高鍍層的結(jié)合力。筆者按資料報道將未處理與處理過(400℃真空處理2 11)的試片進(jìn)行銼刀試驗(yàn)、劃痕試驗(yàn)、熱冷淬試驗(yàn)對比，兩者都通過了上述試驗(yàn)。理論上真空熱處理肯定能提高鍍層質(zhì)量，驗(yàn)證時要用恰當(dāng)?shù)母鼮閲?yán)格的方法進(jìn)行試驗(yàn)。
2、鉑鈦陽極的應(yīng)用
凡是用到鉑的催化活性、高穩(wěn)定性、析氫析氧特性等的場合都可使用鉑鈦陽極。資料報道可用于氫參比電極，燃料電池，硫化氫間接電解，金銀等貴金屬電鍍陽極等。這里我們著重介紹在電鍍銅及銅合金時所用的鉑鈦陽極。
在酸性鍍銅中常用鉛陽極，但鉑鈦陽極具有更多優(yōu)點(diǎn)：
質(zhì)量輕，鍍液流動方便，壽命長，不產(chǎn)生雜離子污染鍍液，使用電流密度高(筆者試驗(yàn)結(jié)果在15 A／dm2時使用正常)等等。但由于貴金屬Pt價格昂貴目前市場價格已超過230
元／克，加之以前很少見有可用于工業(yè)生產(chǎn)的大型鉑鈦陽極面市，因而使其受到限制。而事實(shí)上若計(jì)算使用時單位電流單位時間的使用成本，再與鉛陽極相比，鉑鈦陽極在價格
上還是可以接受的。通常使用的鉑鈦陽極鍍層厚度約為3—5II皿，按5p．m計(jì)算含鉑約l g／dm2，按Pt歷史最高價計(jì)算也不過2．50 yc／dm2，加上鈦網(wǎng)成本、加工費(fèi)、利潤等售價也就350—400元／dm2左右。而每din2鉑鈦陽極可承擔(dān)15—20A電流，使用2—3年，鄢每年每安培鉑鈦陽極的價格也就10元左右或不足10元，加以鉑鈦陽極的諸多優(yōu)點(diǎn)，這種價格應(yīng)該是可以接受的，更何況R的價格多數(shù)時間是位于200形克以下的。
如果說酸性鍍銅中鉑鈦陽極尚未顯盡優(yōu)點(diǎn)，那么在氰化鍍銅、特別是銅合金中可以說更加找到了用武之地。以氰化鍍銅錫合金為例，常見到低錫青銅合金用以下鍍液：，氰化亞銅(CuCN) 25—35∥L錫酸鈉(Na2SnO，·3H20) 16—209／L游離氰化鈉(NaCN) 14～189／L游離氫氧化鈉(NaOH)8—129／L光亮劑適量此鍍液可用含SnlO％一12％銅錫合金板作陽極，但電鍍時由于影響因素眾多，產(chǎn)品中銅錫含量不易控制，電鍍質(zhì)量沒有保證。一種先進(jìn)的電鍍工藝是以無氧純銅作陽極，在鍍液中添加錫酸鈉，這樣銅錫比例調(diào)節(jié)方便，鍍液控制簡單。但這樣陰陽極電流密度不平衡的問題就顯得尤為突出。
解決陰極電流電流密度大、陽極電流密度小的不平衡問題的有效辦法就是使用不溶性附加陽極，即采用雙陽極體系，讓不溶性陽極分擔(dān)一部分電流。在上述采用無氧純銅陽極、添加錫酸鈉的鍍液中，電鍍含Snl2％的低錫青銅，銅陽極和鉑鈦附加陽極電流密度比理論值應(yīng)為銅：鉑=3．4：1。而實(shí)際上由于陰極電流效率一般不足85％，采用上述陽極電流分配時，會導(dǎo)致銅的過多溶解，而使鍍液中Cu+含量逐漸升高，但是，由于采用的是雙陽極系統(tǒng)，此時只需加大鉑鈦陽極電流密度，使銅：鉑=3．4：1。7=2：l電流即可消除陰極電流效率小的影響。實(shí)際生產(chǎn)中由于陰極電流效率低或其它原因，有過電流密度比銅：鉑=l：1
的實(shí)例。
鍍鋅、鍍鎳、鍍合金等幾乎所有的電鍍中都存在陰極電流效率低的問題，只不過輕重不同而已。無疑。這些都可以采用鉑鈦不溶性陽極消耗過剩的陽極電流使陰陽極電流達(dá)到平衡。鍍貴金屬時，由于賁金屬溶解困難，大多在鍍液中直接補(bǔ)加貴金屬鹽，此時也要用不溶性陽極，由于前述鉑鈦陽極所具的諸多優(yōu)異特點(diǎn)，成為首選就不足為奇了。
實(shí)踐證明，只要需要消耗剩余的陽極電流，或者需要用不溶性陽極制備氣體，就可以使用鉑鈦陽極。由于篇幅關(guān)系這里不再多敘。但使用時也必須注意到不可在王水等可溶解鉑的液體中使用，以免因鉑的溶解麗導(dǎo)致鉑鈦陽極的快速損壞。
3、結(jié) 論
本文在簡述鈦表面鍍鉑的基礎(chǔ)上，采用堿性鍍液制作了350mm X560ram的鉑鈦陽極，所制作的陽極經(jīng)破壞試驗(yàn)表明鍍層結(jié)合牢固，長期使用性能穩(wěn)定。
鉑鈦陽極可應(yīng)用于貴金屬和賤金屬電鍍等需要消耗剩余陽極電流的場合，也可用于制備氣體等需要使用不溶性陽極的場合。
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