鈦管陽極的制備工藝是確保其性能（如涂層附著力、電催化活性、耐腐蝕性等）的關(guān)鍵，主要包括鈦管基體預處理、涂層制備、燒結(jié)固化等核心步驟，不同工藝細節(jié)會根據(jù)涂層材料和應(yīng)用場景略有差異。以下是詳細的制備工藝介紹：

一、鈦管基體的預處理

鈦管作為陽極的基體，其表面狀態(tài)直接影響涂層的附著力和整體性能，預處理的核心是去除表面雜質(zhì)、形成均勻的粗糙結(jié)構(gòu)，為涂層附著提供良好基底。主要步驟包括：

1. 機械處理

1. 先用砂紙（如 80-200 目）對鈦管表面進行打磨，去除氧化皮、油污和機械加工痕跡，使表面初步粗糙化。

2. 對于精度要求較高的場景，可采用噴砂處理，進一步增強表面粗糙度，擴大比表面積，提升涂層與基體的結(jié)合力。

2. 化學清洗

1. 除油：用有機溶劑或堿性溶液浸泡鈦管，去除表面油污，避免油污影響涂層附著。

2. 酸洗：將鈦管浸入混合酸溶液中，去除表面氧化膜和殘留雜質(zhì)，同時形成均勻的微觀多孔結(jié)構(gòu)。酸洗后需用去離子水徹底沖洗，避免酸液殘留腐蝕基體。

3. 烘干處理

1. 清洗后的鈦管在 60-100℃下烘干，去除表面水分，防止后續(xù)涂層制備時出現(xiàn)氣泡或針孔。

二、活性涂層的制備

鈦管陽極的核心是表面的金屬氧化物涂層，涂層的成分和配比根據(jù)應(yīng)用場景設(shè)計。制備方法主要有：

1. 涂層液配制

1. 將活性金屬的可溶性鹽按設(shè)計比例溶解在有機溶劑或無機溶劑中，形成均勻的涂層液。

2. 部分工藝會添加粘合劑或摻雜劑，以增強涂層的穩(wěn)定性和導電性。

2. 涂覆工藝

1. 刷涂或噴涂：用毛刷或噴槍將涂層液均勻涂覆在預處理后的鈦管表面，控制涂層厚度，避免流掛或堆積。

2. 浸漬法：將鈦管浸入涂層液中，通過控制提拉速度和停留時間，形成均勻涂層，適用于形狀復雜的鈦管。

3. 涂覆后需在室溫下晾干，使溶劑揮發(fā)，避免后續(xù)燒結(jié)時因溶劑快速蒸發(fā)導致涂層開裂。

三、燒結(jié)固化

燒結(jié)是將涂層液中的金屬鹽轉(zhuǎn)化為氧化物，并與鈦基體形成牢固結(jié)合的關(guān)鍵步驟，直接影響涂層的結(jié)晶度、導電性和耐腐蝕性。具體過程：

1. 升溫與保溫

1. 將涂覆后的鈦管放入馬弗爐中，緩慢升溫（升溫速率通常為 5-10℃/min），避免因溫度驟升導致涂層開裂。

2. 根據(jù)涂層成分控制燒結(jié)溫度（一般為 400-600℃）：例如，釕鈦涂層常用 450-500℃，銥錫涂層常用 500-550℃。保溫時間通常為 10-30 分鐘，使金屬鹽充分分解為氧化物，并與鈦基體發(fā)生界面反應(yīng)。

2. 多次涂覆與燒結(jié)

1. 單次涂覆和燒結(jié)無法達到所需涂層厚度（通常總厚度為 10-50 微米），因此需重復 “涂覆 - 晾干 - 燒結(jié)” 過程（一般 5-15 次），逐步疊加涂層，確保厚度均勻且無缺陷。

3. 冷卻處理

1. 燒結(jié)完成后，隨爐緩慢冷卻至室溫，避免快速冷卻導致涂層與基體因熱膨脹系數(shù)差異產(chǎn)生應(yīng)力，影響附著力。

四、后處理與性能檢測

1. 后處理

1. 部分工藝會對燒結(jié)后的鈦管陽極進行表面修整（如輕微打磨去除表面毛刺），或進行電化學活化（如在特定電解液中通電處理，提升催化活性）。

2. 性能檢測

1. 附著力測試：通過劃格法或剝離試驗，檢測涂層是否脫落。

2. 電化學性能測試：在模擬工況的電解液中，測試極化曲線、槽電壓、電流效率等，評估電催化活性。

3. 耐腐蝕性測試：通過加速腐蝕試驗（如在高濃度氯離子溶液中通電），驗證涂層的使用壽命。

工藝特點與影響因素

· 核心要求：涂層均勻性、與基體的結(jié)合力、氧化物的結(jié)晶度是關(guān)鍵，需嚴格控制涂層液濃度、涂覆厚度、燒結(jié)溫度和時間。

· 工藝差異：針對不同應(yīng)用（如氯堿、電鍍、水處理），涂層成分（如釕 / 銥比例）和燒結(jié)參數(shù)會調(diào)整，例如高電流密度場景需提高涂層中貴金屬比例以增強穩(wěn)定性。