[发明专利]一种碳阳极固定和导电用金属化碳/碳螺杆

说明书

本发明涉及一种碳阳极固定和导电用金属化碳/碳螺杆，包括碳/碳螺杆本体，以及位于碳/碳螺杆本体上的金属化处理层。与现有碳/碳螺杆相比，本发明采用金属化处理工艺，增加螺牙塑性，改善与螺纹孔接触，作为导电连接件，提高自身导电性能，同时减小接触电阻，与金属螺杆相比，本发明采用碳/碳螺杆基体，有效减小因导电发热引起的热鼓胀内应力，降低对碳阳极板损伤，延长碳阳极板寿命。

技术领域

本发明属于电解零部件技术领域，涉及一种碳阳极固定和导电用金属化碳/碳螺杆。

背景技术

单质氟气在核工业、集成电路行业发挥重要作用，中温电解制氟工艺是当前唯一实现工业化生产的单质氟气制备工艺，此工艺主要以无定型碳材料作为阳极材料，但此类材料具有孔隙缺陷多、脆性明显的缺陷。

碳阳极在电解槽内安装方式包含夹板式和螺杆式，其中，螺杆式主要用于10KA电解槽，目前，国内螺杆式安装用碳阳极板寿命普遍较短，绝大多数产品，在6～8KA工况下稳定运行寿命难以达到6个月，已经成为制约国内电解制氟工艺发展的瓶颈。

导致碳阳极板无法持续运行的主要原因是开裂，导致开裂的原因众多，其中包含金属螺杆热膨胀，因此，解决上述问题将有助于延长碳阳极板运行寿命。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种碳阳极固定和导电用金属化碳/碳螺杆。可以减小因金属螺杆导电发热而产生的热膨胀应力，利用碳/碳螺杆膨胀系数低的优势，同时，采用金属化工艺处理，改善螺杆自身导电性及其与螺纹孔的电接触。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种碳阳极固定和导电用金属化碳/碳螺杆，包括碳/碳螺杆本体，以及位于碳/碳螺杆本体上的金属化处理层。

进一步的，所述的金属化处理层为金属铜层或金属镍层。

进一步的，所述的金属化处理层通过电镀、化学镀、喷涂或溅射的工艺处理得到。

更进一步的，当金属化处理层采用电镀工艺处理得到时，其电镀过程具体为：取碳/碳螺杆本体置于氨基磺酸镍电镀液，在15A电流密度下电镀20分钟，接着，依次浸入弱碱性溶液和弱酸溶液中静置，最后，取出烘干，即完成。

进一步的，所述的金属化处理层的厚度不超过10mm。

进一步的，金属化处理层位于碳/碳螺杆本体的全部表面，或其与碳阳极板的连接区域。

进一步的，所述的碳/碳螺杆本体由碳/碳复合材料加工得到。更进一步的，所述的碳/碳复合材料的密度为1g/cm³～2g/cm³，更优选为1.5g/cm³。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明所述的碳/碳螺杆基体热膨胀系数低，引起的膨胀变形小。

(2)金属化处理工艺改善碳/碳螺杆导电性和电接触性能。

(3)碳阳极板开裂脱落后，金属螺杆暴露于电解质中，受腐蚀后溶于电解质，产生电解质污染，所述金属化碳/碳螺杆的碳/碳螺杆基体不会溶解，对电解质污染更小。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。