电镀用阳极制造技术

用于电镀的阳极，它具有阳极基底和屏蔽部分，其中，阳极基底包括支撑材料和带有活性层的基体，并且其中屏蔽部分以一定的间距固定于阳极基底，并且它减少了材料向阳极基底之间的来回传输。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及电镀用阳极。迄今为止，已经利用可溶性阳极来进行许多电镀工艺比如镀铜、镀镍、镀锌、镀锡等。这些通常是由所涉及的金属制成的板状电极，或者是钛篮中的金属片。另一方面，在贵金属镀液、比如金和铂金属镀液中，通常利用不溶性阳极。但是，在工业规模的电镀镀覆工艺中，由于增加了自动化的程度，从而也存在这样一种趋势，也就是在之前习惯于使用可溶性阳极的领域转变为使用不溶性阳极。在这些领域中的应用包括例如印刷电路板、凹版印刷用滚筒等的镀铜以及发动机内缸等镀镍。这种不溶性阳极的范围是现有技术已知的。这些通常由支撑材料和活性层组成。通常钛、铌等被用作支撑材料。但是，在每种情况下，使用在电解条件下可自钝化的材料，因此，例如在碱性镀液中使用镍也是可行的。活性层通常是导电层。它大多由材料比如铂、铱、含铂系金属的混合氧化物或金刚石组成。活性层可以直接位于支撑材料的表面上，但是也可以位于固定在支撑材料上并且与其有一定距离的基体上。例如，可以考虑作为支撑材料使用的材料也可作为基体。在所述的大多数电镀工艺中，在镀液中加入了可作为光亮剂的添加剂，它们可以增加硬度并且拓宽范围。在这里大多数情况下它们是有机化合物。在大多数情况下，电镀过程中在不溶性阳极上形成了氧气，并且在含氯的镀液中形成了氯气。在阳极形成并且在竖直放置的阳极的情况下上升的这些气体可氧化添加剂，并且使它们部分或甚至完全分解。这存在两种负面效果：首先，有一些非常贵的添加剂必须进行连续的更换，从而使在技术上非常有利的不溶性阳极的应用反而在经济方面成问题，其次，添加剂的分解产物是带有破坏性的，它会导致必须更频繁地更换镀液，这同样是不经济的，和此外对环境也是有害的。在通常习惯于使用不溶性阳极的贵金属镀液中引发了另一个问题。在该领域中，通常使用主要由钛构成其基底和由铂氧化物或混合-->氧化物构成其活性层的阳极。在操作过程中，与非贵金属电镀中使用的活性层相比，该活性层的分解非常迅速(以电流密度Ah/m2计)。这主要归因于添加剂对该活性层的侵蚀，所述添加剂通过络合溶解了涂层的铂系金属。另外，在一些类型的镀液中，氰化物和碳酸酯的形成也是有破坏性的。迄今为止，试图通过使有机化合物远离阳极来解决这个问题。这通过使用膜来实现，在使用阳离子或阴离子交换膜的情况下，使带电的添加剂远离阳极，或者在扩散膜的情况下，极大地减少添加剂向阳极的流动。但是，该解决方法需要一个密闭室，该封闭室包括阳极周围的阳极电解质、电解质的隔离物以及要求有更高的电压。因此，使用它们以带来其它的缺陷为代价。而且，该方法根本不能在例如使用成型阳极的情况下使用，比如管的内部镀覆情况下使用。因此，本专利技术的目的是提供可明显降低添加剂的分解，并且同时避免了使用膜的缺点的阳极。令人惊讶的是，通过利用本专利技术权利要求1-11的阳极实现了该目的。本专利技术也涉及根据权利要求12的电镀方法和权利要求13的阳极的用途。本专利技术还涉及权利要求14-17的阳极，根据权利要求18的电镀方法以及根据权利要求19的阳极用途。根据本专利技术用于电镀的阳极的特征在于，它具有阳极基底和屏蔽部分，其中，阳极基底具有支撑材料和活性层，屏蔽部分以一定的间距固定于阳极基底，并且它减少了材料向阳极基底之间的来回传输。根据本专利技术的阳极优选是其中支撑材料在电解条件下为钝化性的阳极。很自然的是，在本专利技术所述的阳极中，活性层优选是导电的。在根据本专利技术的阳极的优选实施方式中，屏蔽部分可以由塑料构成。在根据本专利技术的阳极的另一优选实施方式中，屏蔽部分由金属构成。该金属在阳极条件下应当是尽可能耐腐蚀的。另外，如果屏蔽部分由金属栅格、金属网或多孔板材组成，则是特别优选的。另外，如果屏蔽部分由金属和塑料组成，则是特别优选的，因为按照这样的方式可以将各种所需的材料性能彼此组合在一起。金属屏蔽部分可以导致其它的潜在效果，而利用塑料可以更容易地有效阻碍-->传输。因此，两个金属栅格与位于它们二者之间的塑料的细织物或膜的结合形成了本专利技术的优选实施方式。该设置特别有利的是非常容易组装。另外，如果根据本专利技术的阳极的屏蔽部分以导电的方式被连接于阳极基底，则是特别有利的。由于屏蔽部分也带有阳极电位，带正电的添加剂必须除了克服机械阻碍之外，还必须克服静电障碍。因此，可以明显增加屏蔽部分的效率。这种带电的金属屏蔽部分具有静电作用，但由于其表面上产生的氧化层，而不具有电化学作用。根据本专利技术，屏蔽部分与阳极基底之间的距离尤其是0.01-100mm，优选0.05-50mm，特别优选0.1-20mm，最优选0.5-10mm。如果屏蔽部分不与阳极基底平行，比如当波浪状的板材被用作屏蔽部分时，则上述值是指屏蔽部分与阳极基底之间的平均距离。与阳极基底之间具有这种距离的屏蔽部分的作用特别大，因为添加剂分子或离子必须首先通过特定的路径区域。与例如直接施加至阳极基体表面且仅仅是几微米厚的屏蔽部分相比，这是特别有利的。根据本专利技术的阳极中，阳极基底的活性层的表面积没有减少，与屏蔽部分直接位于活性层上的上述阳极相比，这是另外一个优点。对于在电镀中通常用来代替极状阳极的、总是在正面和背面具有活性层的金属网阳极，阳极基底的屏蔽部分也是可行的，但是，同样优选在正面和背面连接。本专利技术的另一优选实施方式是这样的阳极，其中，屏蔽部分的形式、设置以及与阳极基底之间的距离应使得在操作中阳极上产生的气泡被引导至一起。当为基本上垂直设置的光滑阳极时，在阳极形成的气体以小气泡的形式上升。在向顶部的方向上气泡的数目增加，并且因此导致阳极的不均匀屏蔽。有利的是，根据本专利技术的阳极可导致气泡数目的减少，因为气泡聚集在一起并且由此变的更大。由于添加剂的分解一部分是气液反应，表面积与体积之比的变化导致添加剂分解的进一步降低。由于气泡所导致的屏蔽的降低，也有利的是沉积速度会增加。另一个优点是，沉积在阴极侧的金属层变得更均匀，因为气泡所导致的屏蔽部分的不均匀性降低了。如果存在预定的最小层厚，则根据本专利技术的阳极还有助于节省材料。为了得到基本上均匀的阴极层，通过剩余的-->气泡在整个阳极高度上并且从而同时在阴极上产生的梯度例如通过阳极基底的活性层以锥形状向下延伸来补偿，或者是利用具有不同表面因子的金属网来补偿。通过改变表面积与体积的比率，可以有利地减少或者是完全抑制其它反应。因此，可以减少例如Sn(II)镀液中Sn(IV)的形成或Cr(III)镀液中Cr(VI)的形成，由此导致操作上显著的效益，因为例如Sn(IV)作为SnO2沉积并导致许多问题，比如掩盖了阳极并且阻塞了循环泵。也值得去避免形成Cr(VI)，因为即使是在低的Cr(VI)浓度下，Cr(III)镀液的运行也不再令人满意。此外，具有相当大体积的少量气泡的存在导致了当形成的气泡脱离它时，阳极活性层成分的带走被减少，并且由此增加了阳极的使用时间。另外，特别有利的是，如果在阳极周围产生了氧，则H+被留下来，这样降低了阳极的pH值。对于不能在pH值大于12的条件下使用的阳极而言，根据本专利技术的阳极有利地使得在强碱性溶液中的应用成为可能，原因是在于在由此形成的介质中，上述阳极周围pH值局部降低了，因此在操作中阳极基本上是耐腐蚀的。在极化完成之后，该阳极自然被从镀液中移去。根据本专利技术，上述阳极也可以被连接作为阴极。当该阳极与阴极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于电镀的阳极，它具有阳极基底和屏蔽部分，其中，阳极基底包括支撑材料和带有活性层的基体，并且其中屏蔽部分以一定的间距固定于阳极基底，并且它减少了材料向阳极基底之间的来回传输。2.权利要求1的阳极，其中支撑材料在电解条件下是自钝化性的。3.权利要求1或2的阳极，其中，活性层是导电的。4.权利要求1-3任一项的阳极，其中，屏蔽部分由塑料构成。5.权利要求1-3任一项的阳极，其中，屏蔽部分由金属构成。6.权利要求5的阳极，其中，屏蔽部分由金属栅格、金属网或多孔板材构成。7.权利要求1-3任一项的阳极，其中，屏蔽部分由塑料和金属构成。8.权利要求1-7任一项的阳极，其中，屏蔽部分以电流由导通的方式被连接于阳极基底。9.权利要求1-8任一项的阳极，其中，屏蔽部分与阳极基底之间的距离是0.01-100mm，优选0.05-50mm，特别优选0.1-20mm和最优选0.5-10m...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·乌尔姆，S·梅纳德，
申请(专利权)人：米塔凯姆金属涂层化学有限责任公司，MPC微脉冲电镀概念公司，
类型：发明
国别省市：