專利名稱：：電極表面涂層的刷涂方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電極表面涂層的刷涂方法及裝置。
背景技術(shù)：
：金屬氧化物陽極，又稱形穩(wěn)陽極DSA(DimensionallyStableAnode),或DSE(DimensionallyStableElectrode),由H.B.Beer發(fā)明，于1968年由意大利DeNora公司首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)(鈦電極工學(xué)，北京:冶金工業(yè)出版社,2003)。DSA是由金屬基體和表面活性涂層組成，金屬基體起骨架和導(dǎo)電作用，表面活性涂層則參加陽極的電化學(xué)反應(yīng)，起到催化和導(dǎo)電作用。目前，DSA己經(jīng)在氯堿工業(yè)、電解工業(yè)、電鍍工業(yè)、廢水處理、有機(jī)電合成以及電冶金領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。制備鈦基金屬氧化物陽極的方法有熱分解法(稀有金屬與硬質(zhì)合金，2005，33(3)，46-50)、電沉積法(JournalofElectroanalyticalChemistry，1999，465(2)，160-167)、磁控濺射法(材料保護(hù),2004,37(10):26-28)、溶膠-凝膠法(Russ.J.Electrochem.，2006,42(10)，1055-1060)、CVD技術(shù)、離子濺射法(ElectrochemistryCommunications,2002，4(2),139-142)。其中熱分解法是目前研究氧化物涂層陽極材料使用較多的一種制備工藝。所謂熱分解法是指在需要修飾的電極(或金屬基體)表面涂敷一層一定濃度的特定金屬鹽溶液，而后在一定條件下加熱氧化，使該金屬鹽分解為金屬氧化物并附著于電極(或金屬基體)表面，構(gòu)成形穩(wěn)陽極。在高溫?zé)峤膺^程中，電極表面形成許多裂紋，會增加電極的實(shí)際表面積，使得電極涂層的催化活性得到提高。該法容易實(shí)現(xiàn)多元組分的摻雜，工藝簡單，也是目前工業(yè)化生產(chǎn)鈦電極的最佳辦法。目前的熱分解法制備過程中，活性組分溶液的涂敷主要是采用手工刷涂、浸入，也有采用靜電噴涂和機(jī)械滾涂。上述辦法在制備表面活性涂層時，最明顯的缺點(diǎn)是刷涂的溶液由于重力和表面張力的作用而容易在電極(或金屬基體)表面形成涂層分布不均勻，從而造成表面涂層在制備過程中已經(jīng)產(chǎn)生應(yīng)力，影響電極的實(shí)際使用壽命或是增加噴涂的成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提出一種能夠有效解決電極(或金屬基體)表面涂層分布不均勻的電極表面涂層的刷涂方法及裝置。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的裝置為包括基座及以設(shè)置在基座內(nèi)的與電源相連接的帶有溫度控制器的加熱部件，在加熱部件的一側(cè)設(shè)置有風(fēng)扇，在加熱部件的另一側(cè)設(shè)置有一組或一組以上的用于安裝電極的卡座，卡座還與帶有速度控制器的旋轉(zhuǎn)電機(jī)相連接。本發(fā)明的卡座的對面還設(shè)置有安裝電極固定件的擋板，擋板安裝在滑軌上，且在擋板上還設(shè)置有調(diào)節(jié)電極固定件位置的螺紋桿；電極固定件與檔板之間還設(shè)置有彈簧；卡座的下端還設(shè)置有固定擋板；加熱部件為電爐絲或加熱面板；風(fēng)扇為一個或多個并排的方式，帶有速度控制器的旋轉(zhuǎn)電機(jī)上還安裝有數(shù)顯轉(zhuǎn)速表。本發(fā)明采用方法為將活性溶液刷涂到電極之后，采用高速旋轉(zhuǎn)電極的方式，并輔以熱風(fēng)吹掃，完成刷涂和烘干兩個過程實(shí)現(xiàn)電極表面涂層的刷涂。由于本發(fā)明采用高速旋轉(zhuǎn)法進(jìn)行電極的表面刷涂，當(dāng)基體在高速旋轉(zhuǎn)時，表層的溶液能夠快速的揮發(fā)，同時巨大的離心力能夠使得溶液快速的在表面分布均勻并拋出多余的溶液，這樣就能夠有效的防止由于重力和表面張力的作用導(dǎo)致溶液的自由流動而引起的涂層分布不均勻問題。因此當(dāng)采用某種方式將活性組分溶液刷涂到電極(或金屬基體)之后，采用高速旋轉(zhuǎn)電極(或金屬基體)的方法，輔以一定溫度的熱風(fēng)吹掃，這樣可以很迅速的完成刷涂和烘干兩個過程，而后再將電極(或金屬基體)放入設(shè)定好溫度的馬弗爐中進(jìn)行高溫?zé)嵫趸^程。采用這種方法進(jìn)行生產(chǎn)還能有效的提高生產(chǎn)效率。圖1是橫向刷涂裝置的示意圖2是橫向刷涂裝置的固定擋板示意圖3是縱向刷涂裝置的示意圖4是刷涂裝置的級聯(lián)示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1,參見圖1，2，4，本發(fā)明包括基座10及以設(shè)置在基座10內(nèi)的與電源11相連接的采用電爐絲或加熱面板的加熱部件8，在加熱部件8的一側(cè)設(shè)置有電爐絲或加熱面板風(fēng)扇9，在加熱部件8的另一側(cè)設(shè)置有一組或一組以上的用于安裝電極3的卡座2，卡座2還與帶有速度控制器的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1相連接，卡座2的對面還設(shè)置有安裝電極固定件5的擋板4，擋板4安裝在滑軌6上，且在擋板4上還設(shè)置有調(diào)節(jié)電極固定件5位置的螺紋桿7，電極固定件5與檔板4之間還設(shè)置有彈簧，卡座2的下端還設(shè)置有固定擋板12。在具體操作時，可以先將符合卡座2規(guī)格的電極3(或金屬基體)一端安裝到卡座2上并旋緊固定。如需使用固定件5，則調(diào)節(jié)螺紋桿7使得電極2(或金屬基體)另一端在保持一定張緊程度的情況下被固定于固定件5中。通過帶有速度控制器的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1使電極2緩慢轉(zhuǎn)動(或金屬基體)，使用干凈的毛刷對電極3(或金屬基體)表面進(jìn)行清潔。根據(jù)電極3的長度依次打開一定數(shù)量的風(fēng)扇9和加熱部件8;旋轉(zhuǎn)電極3(或金屬基體)，將活性組分溶液刷涂到表面上。待全部表面被溶液覆蓋之后，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)電機(jī)1使之高速旋轉(zhuǎn)帶動電極3(或金屬基體)高速旋轉(zhuǎn)，同時提高加熱部件8的溫度。待到電極3表面的溶液明顯揮發(fā)完之后，即可將電極3(或金屬基體)取下，放入設(shè)定好溫度的馬弗爐中進(jìn)行高溫?zé)嵫趸^程。如果使用固定件，則應(yīng)在其頂端未能涂敷液體處涂上少許活性組分溶液，熱風(fēng)吹干后再放入設(shè)定好溫度的馬弗爐中進(jìn)行高溫?zé)嵫趸^程。實(shí)施例2，參見圖3，4，縱向刷涂裝置的各部分與橫向刷涂裝置相同，只是其中卡座、擋板、縱向固定部分、加熱及吹風(fēng)部分都為豎直安放。其中，縱向固定部分采取以螺紋桿和基座之間的壓緊來固定擋板，起到固定電極縱向的作用。其工作過程如實(shí)施例l。本發(fā)明的帶有速度控制器的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1有兩種選擇方式檔位控制方式和無機(jī)變速方式。采用檔位控制方式時，控制器上可設(shè)置210個檔位，并加裝數(shù)顯轉(zhuǎn)速表。在清潔表面和刷涂活性組分溶液時，選擇速度較低的檔位，緩慢旋轉(zhuǎn)電極(或金屬基體)所用；速度較高的檔位用于刷涂之后高速旋轉(zhuǎn)電極(或金屬基體)所用。采用無機(jī)變速方式時，需要在變速控制器上加裝數(shù)顯轉(zhuǎn)速表，這樣就能夠通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速達(dá)到先低速旋轉(zhuǎn)刷涂再高速旋轉(zhuǎn)甩干的目的?？ㄗ?是用于將所需刷涂的電極(或金屬基體)卡緊的部件。當(dāng)電極(或金屬基體)長度較短時，完全由卡座將電極(或金屬基體)固定；當(dāng)電極(或金屬基體)長度達(dá)到一定程度時，需要由卡座2和電極固定件5來配合將電極(或金屬基體)固定住，以避免高速旋轉(zhuǎn)時出現(xiàn)震顫的現(xiàn)象。針對不同截面形狀的電極(或金屬基體)，卡座需要換用與電極(或金屬基體)截面相配合的種類。擋板4，電極固定件5(后接強(qiáng)力彈簧)，滑軌6，螺紋桿7共同組成軸向固定部分。當(dāng)電極3(或金屬基體)長度超過一定值后，只靠卡座2來固定會使得電極3(或金屬基體)在高速旋轉(zhuǎn)時出現(xiàn)震顫現(xiàn)象，影響表層活性組分溶液的均勻分布。此時需要使用電極固定件5對電極3(或金屬基體)進(jìn)行軸向固定時，可以利用上述軸向固定部分來進(jìn)行操作。根據(jù)所需加工的電極3(或金屬基體)的長度，調(diào)整螺紋桿7使得電極3(或金屬基體)被固定于電極固定件5之中，保持一定張緊程度，使得電極固定件5能夠隨電極3(或金屬基體)做高速的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電極超過0.5cm后需要使用上述固定系統(tǒng)。加熱部件8可以使用電爐絲，或是加熱面板。加熱部件8需要配置溫度調(diào)節(jié)裝置，從而使得吹掃經(jīng)過被刷涂材料表面的熱風(fēng)溫度根據(jù)需要得到有效的控制，溫度控制范圍10100(TC。在刷涂階段，采用低溫?zé)犸L(fēng)，緩慢的讓溶劑揮發(fā)；在烘干階段，采用高溫?zé)犸L(fēng)，使得溫度達(dá)到烘干的溫度要求。這樣采用由低到高的溫度變化設(shè)計(jì)，可以有效的防止活性組分溶液中的溶劑快速揮發(fā)，而最終導(dǎo)致表面組分中存在過多的孔洞進(jìn)而影響電極性能。風(fēng)扇9可以采用一個風(fēng)扇或是多風(fēng)扇并排的方式。如果采用多風(fēng)扇并排的設(shè)計(jì)，對于不同長度的電極(或金屬基體)，可以根據(jù)需要打開不同數(shù)量的風(fēng)扇，這樣就能有效節(jié)約電能，降低生產(chǎn)成本?；?0，考慮到使用過程中高速旋轉(zhuǎn)所帶來的振動情況，加工時需要使得底部比上部重，還可以使基座的底部固定在地面或是操作臺上。基座的制作材料，可以為鑄鐵、鋼、不銹鋼和建筑工程材料等。電源11主要用于給裝置上的相關(guān)部分供電及對其進(jìn)行控制操作，可以設(shè)置在裝置上，也可以單獨(dú)設(shè)置。如果設(shè)置在裝置上，可以考慮將該部分與速度控制器合并，以方便整個刷涂過程的操作。固定擋板12能起到兩個作用一是使得裝置下方的熱風(fēng)能集中吹到電極(或金屬基體)上，提高烘干效率；二是能夠使得由于高速旋轉(zhuǎn)而拋甩到裝置兩側(cè)的活性組分液體被收集到裝置外部，避免液體留到下方的電爐絲上，引起不必要的危險。擋板的制作材料，可以為不銹鋼、鋼、鑄鐵、有色金屬材料、塑料板材、復(fù)合材料和木材等材料。本發(fā)明既可用于采用熱分解法制備電極涂層過程中電極表面涂層的涂布和烘干等步驟，獲得均勻的表面化合物涂層；也可用于其他材料的噴涂和刷涂領(lǐng)域。特別適合于采用熱分解法制備金屬氧化物陽極的表面涂層。權(quán)利要求1、一種電極表面涂層的刷涂裝置，其特征在于包括基座(10)及以設(shè)置在基座(10)內(nèi)的與電源(11)相連接的帶有溫度控制器的加熱部件(8)，在加熱部件(8)的一側(cè)設(shè)置有風(fēng)扇(9)，在加熱部件(8)的另一側(cè)設(shè)置有一組或一組以上的用于安裝電極(3)的卡座(2)，卡座(2)還與帶有速度控制器的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)相連接。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極表面涂層的刷涂裝置，其特征在于所說的卡座(2)的對面還設(shè)置有安裝電極固定件(5)的擋板(4)，擋板(4)安裝在滑軌(6)上，且在擋板(4)上還設(shè)置有調(diào)節(jié)電極固定件(5)位置的螺紋桿(7)。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極表面涂層的刷涂裝置，其特征在于所說的電極固定件(5)與檔板(4)之間還設(shè)置有彈簧。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極表面涂層的刷涂裝置，其特征在于所說的卡座(2)的下端還設(shè)置有固定擋板(12)。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極表面涂層的刷涂裝置，其特征在于所說的加熱部件(8)為電爐絲或加熱面板。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極表面涂層的刷涂裝置，其特征在于所說的風(fēng)扇(9)為一個或多個并排的方式。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極表面涂層的刷涂裝置，其特征在于所說的帶有速度控制器的旋轉(zhuǎn)電機(jī)a)上還安裝有數(shù)顯轉(zhuǎn)速表。8、一種電極表面涂層的刷涂方法，其特征在于將活性溶液刷涂到電極之后，采用高速旋轉(zhuǎn)電極的方式，并輔以熱風(fēng)吹掃，完成刷涂和烘干兩個過程實(shí)現(xiàn)電極表面涂層的刷涂。全文摘要電極表面涂層的刷涂方法及裝置，采用高速旋轉(zhuǎn)法對電極進(jìn)行刷涂，當(dāng)基體在高速旋轉(zhuǎn)時，表層的溶液能夠快速的揮發(fā)，同時巨大的離心力能夠使得溶液快速的在表面分布均勻并拋出多余的溶液，這樣就能夠有效的防止由于重力和表面張力的作用導(dǎo)致溶液的自由流動而引起的涂層分布不均勻問題。因此當(dāng)采用某種方式將活性組分溶液刷涂到電極(或金屬基體)之后，采用高速旋轉(zhuǎn)電極(或金屬基體)的方法，輔以一定溫度的熱風(fēng)吹掃，這樣可以很迅速的完成刷涂和烘干兩個過程，而后再將電極(或金屬基體)放入設(shè)定好溫度的馬弗爐中進(jìn)行高溫?zé)嵫趸^程。采用這種方法進(jìn)行生產(chǎn)還能有效的提高生產(chǎn)效率。文檔編號C23C18/02GK101302611SQ200810150029公開日2008年11月12日申請日期2008年6月11日優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日發(fā)明者衛(wèi)延,浩徐,湯成莉,杰胡,譚衛(wèi)華申請人:東莞市康源節(jié)能科技有限公司;西安交通大學(xué)