論電解銅箔用陰極輥的研究進(jìn)展

賈金濤

摘要：結(jié)合當(dāng)前陰極輥的研究及生產(chǎn)現(xiàn)狀，從自身從事電解銅箔用陰極輥工作經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，分別從陰極輥的分類及發(fā)展、陰極輥的工作原理及技術(shù)關(guān)鍵等方面進(jìn)行較為細(xì)致的論述，希望能有效促進(jìn)我國(guó)電解銅箔用陰極輥行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電解銅箔;陰極輥;關(guān)鍵技術(shù);發(fā)展趨勢(shì)

1???? 引言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電解銅箔則是電子產(chǎn)品制造中的重要基礎(chǔ)材料。在發(fā)展實(shí)踐過程中，電解法產(chǎn)生銅箔則是一種高效的生產(chǎn)方式。在這樣的背景下，所涉及到的關(guān)鍵設(shè)備的陰極輥也呈現(xiàn)出越來越大需求。這里結(jié)合陰極輥的研究及生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，探討了當(dāng)前我國(guó)的陰極輥的發(fā)展現(xiàn)狀、生產(chǎn)制造等情況。

2???? 陰極輥的研究及生產(chǎn)現(xiàn)狀

2.1? 陰極輥的分類及發(fā)展

在越來越多的銅箔種類的背景下，陰極輥經(jīng)歷了相應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化過程。首先，對(duì)于設(shè)備的外部輥面材料來說，則是從1Cr18Ni9Ti的特質(zhì)不銹鋼逐步發(fā)展，到當(dāng)前工業(yè)純鈦（TA1）材料;其次，對(duì)于幾何形狀來說，則是從板狀發(fā)展到當(dāng)前的輥筒狀;另外，從結(jié)構(gòu)角度來看，也從單層輥，發(fā)展到現(xiàn)在的鈦-銀-銅- 鋼復(fù)合輥的情況。最后，對(duì)于外層輥面筒體的成形技術(shù)發(fā)展來看，則通過從原來的板材卷焊制作，逐步演變成為靈活性很強(qiáng)的，多樣化的旋壓（無縫）、焊接（有縫）、環(huán)軋（一體）等方式。

從我國(guó)的電解銅箔生產(chǎn)情況來看，當(dāng)前，我們所能生產(chǎn)的最大陰極輥則是為Φ2700mm復(fù)合陰極輥，其具有相對(duì)重量較輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、導(dǎo)電均勻以及生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)，但往往成本還比較高，還需要在技術(shù)方面予以攻關(guān)。

2.2? 陰極輥的工作原理及技術(shù)關(guān)鍵

（1）???? 陰極輥的工作原理

針對(duì)陰極輥的導(dǎo)電過程進(jìn)行分析，電流則是在整流器部件的正極到陽極的過程，結(jié)合陽極通過電解液，這樣就可以傳遞到陰極鈦筒的表面，而后則是通過鈦筒經(jīng)銀層到銅襯套的過程，然后，利用導(dǎo)電銅環(huán)的作用，從銅排傳遞到鍍銀銅頭，又利用導(dǎo)電液，能夠?qū)崿F(xiàn)傳遞到整流器負(fù)極的導(dǎo)電銅排，這樣就可以實(shí)現(xiàn)電流的回路循環(huán)過程，因此，從這個(gè)角度來看，為了保障銅箔正常生產(chǎn)，則應(yīng)保障電流在陰極輥的表面均勻分布的要求。

（2）???? 陰極輥的技術(shù)關(guān)鍵

陰極輥則是電解銅箔中作為關(guān)鍵的內(nèi)容，銅箔則是銅離子在鈦筒表面沉積作用下生產(chǎn)，也體現(xiàn)在陰極輥表面金屬晶體結(jié)晶的延續(xù)，在這樣的基礎(chǔ)上，能夠在鈦晶格上存在著積累著銅離子電沉積的情況，這樣就成為厚度一定的箔材。所以，在這樣的情況下，應(yīng)保障陰極輥表面鈦筒的平整、均勻、光潔等方面的要求，具體來說，則應(yīng)明確所涉及到的微觀方面的鈦層的晶格大小、電化學(xué)性質(zhì)、排列方式、超電壓、電極電位等情況，這樣會(huì)造成所涉及到的電化學(xué)行為存在著差異性。

結(jié)合鈦輥表面的晶體結(jié)構(gòu)來說，其影響著電解銅箔的結(jié)晶狀態(tài)。在此過程中，陰極輥鈦層如果具有比較高的表面粗糙度、晶粒細(xì)小，這樣的情況下則會(huì)造成箔材的晶粒細(xì)小、超薄韌性特點(diǎn)。反之亦然，所以，這樣就要求鈦筒的微觀晶粒細(xì)微幾何尺寸盡量一致，滿足有效的排列方式。

當(dāng)前，我國(guó)的陰極輥生產(chǎn)高檔銅箔依然存在一定難度，其中，除了電化學(xué)工藝的要求，最大的問題則是存在著陰極輥表面晶粒的幾何形狀大小不一、不夠細(xì)膩等情況，這樣則意味著銅箔毛面的粗糙面性不均勻的問題。所以，陰極輥的關(guān)鍵技術(shù)就是要保障晶體尺寸一致、組織細(xì)膩、表面晶粒度等級(jí)高等要求。

（3）???? 陰極輥表面鈦筒的生產(chǎn)加工方法

針對(duì)陰極輥表面鈦筒套制造進(jìn)行分析來看，主要涉及到焊接、旋壓等制造方式。當(dāng)前，日本公司能利用焊縫晶粒細(xì)化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)焊接鈦陰極輥的目的，能有效解決之前存在著亮斑、色差等問題。當(dāng)前，我國(guó)的部分研究機(jī)構(gòu)也在從事相關(guān)的細(xì)化晶粒及均勻化鈦筒表面的科研項(xiàng)目，西北有色金屬研究院能有實(shí)現(xiàn)縫陰極輥的研制并投入應(yīng)用，有效處理較小規(guī)格的陰極輥焊接鈦筒的焊縫存在的問題。從相關(guān)的條件來看，相應(yīng)的焊接區(qū)域及基材能實(shí)現(xiàn)基本一致的微觀組織，實(shí)現(xiàn)排列更加有序的晶粒排列要求，能符合工業(yè)生產(chǎn)的要求。

在不斷的科技發(fā)展背景下，傳統(tǒng)的銅箔加工方式存在著一定的弊端，因此，鍛- 軋結(jié)合的新型“環(huán)軋”技術(shù)則出現(xiàn)在人們的眼前，這種方式能有效滿足在微觀組織層面上的形貌及力學(xué)性能方面的要求。

針對(duì)鈦環(huán)軋制的不斷研發(fā)，能有效實(shí)現(xiàn)鈦環(huán)的生產(chǎn)質(zhì)量得到提升，也有助于沉積銅箔的整體品質(zhì)的加強(qiáng)。比如，西北有色金屬研究院通過環(huán)軋一體成形的技術(shù)工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)直徑為Ф1000mm的銅箔試驗(yàn)機(jī)用陰極輥，并能獲得了良好的應(yīng)用。從整體來看，能有效保障鈦筒表面微觀組織的精致細(xì)膩化的要求，能滿足均勻一致的晶粒尺寸。今后在這方面則應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)的研發(fā)工作。通過相關(guān)研究資料的分析以及對(duì)比，這樣技術(shù)則是直接生產(chǎn)鈦筒的關(guān)鍵內(nèi)容，能有助于實(shí)現(xiàn)未來應(yīng)用更大規(guī)模的“大直徑、薄壁、高筒”旋壓鈦筒而提供有效的思路，有助于陰極輥工業(yè)化生產(chǎn)的快速發(fā)展。

3???? 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合當(dāng)前我國(guó)的電解銅箔產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，以及我國(guó)對(duì)于新能源的全方位支持，電解銅箔的需求量及質(zhì)量則會(huì)肯定得到全面提升，肯定會(huì)存在著在電解效率高的大規(guī)模鈦陰極輥需求量方面的攀升。我國(guó)的電解銅箔業(yè)發(fā)展還有很長(zhǎng)的路要走，當(dāng)前則應(yīng)充分重視行業(yè)政策，抓住時(shí)代機(jī)遇，從而全方面來提升陰極輥的設(shè)計(jì)理論和實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能更好地迎合時(shí)代的發(fā)展要求。

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