CN206157243U

CN206157243U - 一种匀速直线往复搅拌装置

Info

Publication number: CN206157243U
Application number: CN201621088987.8U
Authority: CN
Inventors: 秦歌; 赵西梅; 程丹佛; 李润清; 周奎; 王冠; 明平美
Original assignee: Henan University of Technology
Current assignee: Henan University of Technology
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2026-09-29

Abstract

本实用新型公开了一种匀速直线往复搅拌装置，包括电沉积槽、阳极、稳流板、溢流板和搅拌桨；还包括可移动阴极挂具、流液口和T形盖板。电沉积槽底部在阴极区的下方开设有凹槽；T形盖板设置于电沉积槽中在可移动阴极挂具和稳流板之间的上方；可移动阴极挂具上部开有流液口，其流液口位置在T形盖板和阴极顶端之间。此装置在工作时，搅拌桨在外驱动源下做匀速往复直线运动，通过电沉积槽底部凹槽、顶部T形盖板、阴极区顶部的流液口和搅拌桨的匀速往复直线的作用来改善阴极边缘电场和流场的均匀性，从而使沉积层厚度和化学成分更加均匀，并使整个沉积槽内的电解液获得匀速的搅拌效果。此装置极大地改善了沉积层厚度的均匀性，且装置简单可靠易于操作和实现。

Description

一种匀速直线往复搅拌装置

技术领域

本实用新型涉及一种匀速直线往复搅拌装置，特别是一种用于电沉积均匀性的搅拌装置，属于电沉积生产设备技术领域。

背景技术

电沉积（包括电铸和电镀）工艺中电场和流场分布不均匀会对沉积层厚度均匀性产生影响。为了改善沉积层厚度和化学成分的均匀性，优化阴极表面电场和流场的分布状态，诸多研究者和企业提出了很多种改进的办法。如在电解液中增加搅拌机构（空气搅拌、机械搅拌、阴极移动装置），但是增加的这些搅拌机构都不能保证阴极表面形成稳定的流场，且在搅拌过程中往复运动的终点流场也不均匀。申请号为201610170809.8的专利提出一种用于电沉积平面件的装置，该专利采用在外槽内放置电沉积槽，在稳流板和搅拌板的作用下改善阴极基底表面的电场和流场的分布，但此装置阴极边缘的电场和流场分布并不均匀；为此，亟待开发一种更有效地装置来更好的解决阴极边缘电场和流场密度分布均匀的问题。

实用新型内容

本实用新型提出了一种在阴极区的底部设计有凹槽结构、顶部设置有流液口、附近设计有T形盖板的电沉积槽。在电沉积时，匀速往复直线搅拌装置运动到阴极最下端时，液体随之向下运动、通过阴极区底部的凹槽结构流向阴极板的后方，保证了阴极下端边缘流场仍平行于阴极、其分布和其他位置流场分布情况的一致性；匀速往复直线搅拌装置运动到阴极最上端时，液体随之向上流动、当遇到T形盖板时，则改变方向通过阴极区顶部的流液口流向阴极板的后方；其中电沉积槽底部的凹槽结构及T形盖板和阴极区顶部的流液口结构使匀速往复直线搅拌装置在移动到阴极上部和下部的凹槽附近时流场保持一致，从而保证了阴极边缘的电场和流场密度分布均匀，进而改善沉积层厚度和化学成分的均匀性。

为达到上述的目的，本实用新型采用的技术方案是：一种匀速直线往复搅拌装置，通过电沉积槽底部凹槽、顶部T形盖板、阴极区顶部的流液口和搅拌桨的匀速往复直线运动来改善阴极边缘电场和流场的均匀性，从而使沉积层厚度和化学成分更加均匀。

本实用新型采用的技术方案是：一种匀速直线往复搅拌装置，包括电沉积槽、阳极、稳流板、溢流板和搅拌桨；其特征是：还包括可移动阴极、流液口和T形盖板；所述的电沉积槽在阴极区的底部开设有凹槽，所述的可移动阴极通过挂具固定在电沉积槽底部凹槽的上方；所述的T形盖板设置于可移动阴极挂具和稳流板之间的上方，其和阴极顶端之间的高度等于阴极下端和凹槽之间的高度；所述的流液口设置在可移动阴极挂具上、在T形盖板和阴极顶端之间；所述的搅拌桨和外置的直线移动机构连接，可以实现搅拌桨上下的匀速往复直线运动。

优先地，所述的电沉积槽底部凹槽与可移动阴极挂具底部之间有一定的距离，电沉积凹槽可以使沉积液实现分流减少溶液对阴极表面的影响，使阴极边缘获得均匀的流场。

优先地，所述的T形盖板设置于可移动阴极挂具和稳流板之间的上方，且其和阴极顶端之间的高度等于阴极下端和凹槽之间的高度，且可以沿槽壁前后移动。

优先地，匀速往复直线搅拌装置装配后，搅拌桨向上运动到阴极最上端时流液口处液体流动的状态和搅拌桨向下移动到阴极下部时底部凹槽处液体流动的状态相同，保证阴极周围有稳定的流场。

优先地，所述的可移动阴极挂具可以前后移动，调节阴极与搅拌桨、阳极之间的距离。

本实用新型的优点是：结构简单，成本低廉；通过电沉积槽底部凹槽、T形盖板、流液口和搅拌桨的匀速往复直线运动来改善由往复直线搅拌引起流场的边缘效应；可移动阴极挂具可以调节阴极与搅拌桨、阳极之间的距离，在电沉积层厚度不同时，在不增加其他装置的情况下可以通过调节搅拌桨与阴极之间的距离来实现流场的均匀性。

附图说明

图1是本实用新型用于一种匀速直线往复搅拌装置示意图；

图2是本实用新型用于一种匀速直线往复搅拌装置电沉积槽结构示意图；

图3是本实用新型用于一种匀速直线往复搅拌装置可移动阴极挂具示意图；

图中：1、电沉积槽；2、稳流口；3、溢流板；4、可移动阴极挂具；5、搅拌桨；6、T形盖板；7、稳流板；8、阳极；9、流液孔；10、进液管；11、底部凹槽；12、螺栓；13、出液口；14、阴极；15、流液口。

具体实施方式

下面结合图1、图2和图3对本实用新型的实施做进一步的详细说明：一种匀速直线往复搅拌装置，包括电沉积槽1、阳极8、稳流板7、溢流板3和搅拌桨5；还包括可移动阴极挂具4、流液口15和T形盖板6；电沉积槽1在阴极区的底部开设有凹槽11，电沉积槽底部凹槽11可以使沉积液实现分流减少溶液对阴极表面的影响，使阴极边缘获得均匀的流场；可移动阴极14通过挂具4固定在电沉积槽底部凹槽11的上方，且可移动阴极挂具4上部设有流液口，且其流液口15位置在T形盖板6和阴极14顶端之间。

电沉积槽底部凹槽11与可移动阴极挂具4底部之间有一定的距离，本案例采用的距离是20mm。

T形盖板6设置于可移动阴极挂具4和稳流板7之间的上方，其和阴极14顶端之间的高度等于阴极14下端和凹槽11之间的高度，且其可以沿着槽壁方向前后移动。

搅拌桨5通过外置的直线移动机构连接实现匀速往复直线运动；在T形盖板6和底部凹槽11的作用下，搅拌桨5向上运动到阴极14最上端时，液体随之向上流动、当遇到T形盖板6时，则改变方向通过阴极区顶部的流液口15流向阴极板的后方；其中电沉积槽底部的凹槽11结构及T形盖板6和阴极区顶部的流液口15结构使匀速直线往复搅拌装置在移动到阴极14上部和下部的凹槽11附近时流场保持一致，从而保证了阴极边缘的电场和流场密度分布均匀，进而改善沉积层厚度和化学成分的均匀性。

稳流板7和溢流板3把整个电沉积槽1分为阳极区、阴极区和加热区；稳流板7和溢流板3分别安装在电沉积槽1壁面上，且溢流板3上面开有流液口；电沉积槽1近阳极侧壁上放置有进液管10，在近阳极的电沉积槽1底板上开设有进液孔9，采用近阳极进液可以减少阴极槽区的液体流动，降低在阴极搅拌下形成的流场的影响；进液孔9的数目和直径根据电沉积槽1的大小和进液速度进行调整。

本方案所使用的电沉积槽1、稳流板7、溢流板3、搅拌桨5、可移动挂具4都是耐化学腐蚀的电绝缘材料，如聚丙烯、聚氯乙烯。

Claims

1.一种匀速直线往复搅拌装置：包括电沉积槽（1）、阳极（8）、稳流板（7）、溢流板（3）和搅拌桨（5）；其特征是：还包括可移动阴极挂具（4）、流液口（15）和T形盖板（6）；所述的电沉积槽（1）底部在阴极区的下方开设有凹槽（11）；所述的T形盖板（6）设置于电沉积槽（1）中在可移动阴极挂具（4）和稳流板（7）之间的上方；所述的可移动阴极挂具（4）上部开有流液口（15），其流液口（15）位置在T形盖板（6）和阴极（14）顶端之间。

2.根据权利要求书1所述的一种匀速直线往复搅拌装置，其特征是：所述的可移动阴极挂具（4）可以前后移动，用于调节阴极（14）与搅拌桨（5）、阳极（8）之间的距离。

3.根据权利要求书1所述的一种匀速直线往复搅拌装置，其特征是：所述的电沉积槽（1）阴极区的下方设有凹槽（11），其与可移动阴极挂具（4）底部之间有一定的距离。

4.根据权利要求书1所述的一种匀速直线往复搅拌装置，其特征是：所述的T形盖板（6）和阴极（14）顶端之间的高度等于阴极（14）下端和凹槽（11）之间的高度。