مبدأ تصميم أنود التيتانيوم

أولا، استخدام متطلبات أنود التيتانيوم

من الاحتياجات الفعلية للمستخدمين، عندما يتم تغيير عملية طلاء النحاس من كرة النحاس الفوسفورية إلى أنود التيتانيوم، فإن الحاجة الأساسية هي تحسين توحيد الطلاء بشكل فعال وثابت، وبالتالي تحسين الجودة؛ ثانيًا، يجب أن تكون جودة أنود التيتانيوم مستقرة، لتحقيق عمر الخدمة المتوقع ومستوى استهلاك إضافي ثابت خلال هذه الفترة، وذلك لضمان إمكانية التحكم في تكلفة التشغيل. لذلك، باختصار، المتطلبات الرئيسية هي النقاط التالية: توحيد الطلاء الممتاز، عمر الخدمة المستقر، مستوى استهلاك المواد المضافة المتحكم فيه.

بالنسبة لمصنعي الأنود، تعد كيفية ترجمة متطلبات العملاء إلى متطلبات داخلية لتصميم المنتج أهم مكان بالنسبة لمصنعي الأنود للدراسة وتقديم الدعم المناسب. بالنسبة لمتطلبات محددة، يتم تحديد متطلبات توحيد الطلاء بشكل أساسي من خلال التصميم الميكانيكي لركيزة التيتانيوم، في حين يرتبط المتطلبان الآخران ارتباطًا وثيقًا بتصميم الطلاء.

2. تصميم موحد لتفريغ أنود التيتانيوم

يجب أن يتطابق التصميم الميكانيكي الرئيسي لأنود التيتانيوم مع المعدات، ويتم إكمال العمل الرئيسي من قبل الشركة المصنعة للمعدات. في مواجهة كيفية تحسين تصميم توحيد تفريغ أنود التيتانيوم، يجب على الشركة المصنعة للأنود تقديم الاقتراحات والدعم المقابل، والتي يمكن أخذها بعين الاعتبار من الجوانب التالية.

1. مشكلة المقاومة

إن مقاومة مادة التيتانيوم هي النقطة الأولى التي يجب الانتباه إليها في التصميم الموحد لتفريغ أنود التيتانيوم. عندما يتم استخدام كرة النحاس الفوسفورية، يتم إدخال تيار الأنود من خلال سلة التيتانيوم بأكملها، وتكون مقاومة التوصيل داخل الأنود من خلال الكرة النحاسية ضئيلة بشكل أساسي. واستخدام أنود التيتانيوم، وذلك بسبب ضعف التوصيل النسبي لمادة التيتانيوم، خاصة عندما يعمل أنود التيتانيوم بكثافة تيار عالية، ويمر التيار عبر الأنود العلوي إلى الجزء السفلي، فإن مقاومة مادة التيتانيوم ستؤدي إلى يتم تقليل الجهد من الأعلى إلى الأسفل بشكل ملحوظ. ونتيجة لذلك، فإن كثافة تيار التفريغ في الجزء السفلي من أنود التيتانيوم أقل بكثير من تلك الموجودة في الجزء العلوي من أنود التيتانيوم.

في تصميم الأنود، الاعتبار الأساسي هو كيفية تقليل انخفاض الجهد الناتج عن التوصيل لمسافات طويلة لمادة التيتانيوم. يمكن تحسينه بشكل أساسي من خلال الجانبين التاليين: (1) تقليل المقاومة الموصلة، أو استخدام مواد تيتانيوم أوسع وأكثر سمكًا لتوصيل التيار، أو استخدام مواد مركبة من نحاس التيتانيوم للمساعدة في توصيل التيار؛ (2) تفريق نقاط التوصيل الحالية. يتم ترتيب نقاط التوصيل الحالية المتعددة على سطح الأنود لتجنب مسافة نقل طويلة جدًا.

2. التحسين المستهدف لنوع الركيزة الأنود

في الوقت الحاضر، في تصميم أنود التيتانيوم، هناك نوعان أساسيان من اختيار ركيزة الأنود: أحدهما هو لوحة التيتانيوم، والآخر هو شبكة التيتانيوم.

شبكة التيتانيوم مصنوعة من صفائح التيتانيوم وتمديدها، وتتمثل مزاياها الرئيسية في أن شبكة التيتانيوم يمكن أن تكون مطلية على الوجهين فقط، حتى لو لم تكن تواجه الجزء الخلفي من المنتج، لأن مادة الشبكة عبارة عن هيكل مجوف، يمكن للطلاء الخلفي تشارك أيضًا في التفريغ، وبالتالي فإن منطقة التفريغ الفعالة لأنود الشبكة بأكملها أكبر من لوحة التيتانيوم، مما يمكن أن يقلل من ظروف عمل الأنود الفعلية للكثافة الحالية. تميل الأنودات الشبكية إلى أن تكون ذات قوة ميكانيكية أقل ومقاومة كهربائية أعلى من الأنودات اللوحية. لحل المشاكل المذكورة أعلاه، يمكن تحسين التوحيد وانتظام التفريغ لأنود شبكة التيتانيوم من خلال تصميم إطار مناسب وتحسين موضع وصلة اللحام.

أكبر ميزة لاستخدام أنود اللوحة هو أنه يمكن إعادة استخدام الركيزة. بعد فشل طلاء الأنود، يمكن تقشير الطلاء المتبقي ويمكن تنظيف سطح الركيزة جيدًا قبل إعادة تطبيق الطلاء، وبالتالي توفير بعض التكاليف طويلة المدى في تطبيقات الأنود المستقبلية (على الرغم من أن الاستثمار لمرة واحدة سيكون أكبر قليلاً ). من ناحية أخرى، فإن سمك الركيزة لأنود اللوحة عادة ما يكون 2 مم و3 مم، وأنود الشبكة مناسب بشكل عام للرسم بواسطة لوحة تيتانيوم 1 مم (مجوفة في المنتصف)، وبالتالي فإن التوصيل الكهربائي لأنود اللوحة أفضل من الأنود الشبكي. . لكن هذا لا يعني أن انتظام تفريغ أنود اللوحة أفضل بالضرورة من الأنود الشبكي. يعد التصميم الميكانيكي العام لأنود اللوحة أبسط من تصميم الأنود الشبكي (مع إطار)، ولكن هناك مجالًا لتحسين توزيع نقاط الوصول الحالية لأنود اللوحة إذا كان لتلبية متطلبات توحيد الطلاء العالي .

3، تأثير الفقاعات على التوحيد الموصل

سيتم إنتاج الأكسجين في تفاعل الأنود أثناء استخدام أنود التيتانيوم، وبالتالي فإن توليد الأكسجين سيشكل تأثير حماية بين الأنود والكاثود، ويؤثر على انتظام التفريغ إلى حد ما. سوف تطفو فقاعات الأكسجين الناتجة، مما يؤدي إلى تدرج في كمية فقاعات الأكسجين المتراكمة في الأجزاء العلوية والسفلية من الأنود، مما يؤدي إلى تأثير التدريع وتأثير التدرج. الحاجة إلى موازنة تأثير التدريع لفقاعات الأكسجين على تجانس الطلاء.

3. تصميم الطلاء الحفاز

إن تصميم طلاء الأنود هو القيمة الأساسية لمصنع الأنود. أنود التيتانيوم هو منتج مخصص للغاية، وهو ما لا ينعكس فقط في شكل المعالجة المتغير للركيزة، ولكن الأهم من ذلك، لتلبية احتياجات العميل، اختيار تصميم صيغة الطلاء المناسب، من أجل تلبية الاحتياجات الشخصية في نهاية المطاف العملاء كهدف نهائي. يتضمن هيكل الطلاء تصميم وصلات المعالجة والتصنيع المختلفة، مثل اختيار مواد خام محددة، وتعديل نسبة الطلاء وتغيير تسلسل الطلاء.

أولاً، يجب أن يكون تصميم طلاء الأنود مناسبًا لظروف الطلاء المحددة. يمكن تقسيم ظروف طلاء النحاس ثنائي الفينيل متعدد الكلور إلى طلاء كهربائي بالتيار المستمر وطلاء بالنبض العكسي، ويختلف تصميم الطلاء لحالتي طلاء النحاس تمامًا. إذا تم اختيار تصميم طلاء خاطئ، فلن يفشل في تلبية المتطلبات النهائية لمنتجات الطلاء الكهربائي فحسب، بل سيسبب أيضًا مشاكل خطيرة في عمر وأداء الأنود.

ثانيًا، تعتمد كيفية تحقيق متطلبات الحياة لطلاء الأنود بشكل أساسي على ظروف الاستخدام الفعلية، بالإضافة إلى متطلبات العمر المتوقع للعميل واعتبارات محددة أخرى. تحديد محتوى المعادن الثمينة، ليس فقط وفقًا لكمية كهرباء الأنود للتحويل البسيط، ولكن أيضًا وفقًا لشروط الاستخدام، مثل كمية المادة العضوية في الجرعة، وما إذا كان هناك تأثير خطير على عمر الأنود وجود المواد، ما إذا كانت المعدات لديها عيب في التصميم الناجم عن الأنود لا يمكن أن تعمل بشكل طبيعي وعوامل أخرى لتحديد. إذا تم تحسين تصميم هيكل الطلاء، فيمكن تقليل معدل استهلاك المعادن الثمينة إلى حد معين. يعد اختيار مخطط تصميم طلاء مناسب أكثر عملية وأكثر أهمية من مجرد تحديد محتوى المعدن الثمين.

الجزء الأكثر أهمية في تصميم طلاء الأنود هو متطلبات التحكم في الاستهلاك الإضافي، وهو الجزء الأساسي من تصميم طلاء الأنود. باختصار، للتحكم في استهلاك المواد المضافة، من الضروري حماية الطلاءات ذات النشاط التحفيزي العالي لتقليل فرصة الاتصال المباشر مع المواد المضافة. عادةً ما يسمى هذا النوع من الطلاء الخاص بالطلاء الحاجز. وفي الوقت نفسه، نحتاج أيضًا إلى تحسين تصميم الطلاء وتكييفه وفقًا للإضافات المختلفة من مختلف الشركات المصنعة والخصائص المختلفة للمواد المضافة. من خلال تغيير خصائص الطلاء (مثل خشونة السطح، والطاقة السطحية، وخصائص الشحن، وما إلى ذلك)، يمكن امتصاص بعض المواد المضافة أو صدها، بحيث يمكن تعديل مستوى استهلاك بعض المواد المضافة إلى حد ما. وبشكل عام، يعكس تصميم الطلاء حقًا الدرجة العالية من التخصيص للأنود والخبرة الأساسية والقدرة التنافسية للشركة المصنعة.