鈦陽極放電均勻性設計基材選擇及注意的問題

　　鈦陽極主要的機械設計由于需要與設備匹配，主要工作是由設備商完成的。面對如何優化鈦陽極放電均勻性的設計問題，陽極制造商應當給予相應的建議和支持，主要可以從以下幾個方面來考慮。

　　i.  電阻率問題

　　鈦陽極放電均勻性設計，首先需要關注的點就是鈦材的電阻率問題。純鈦的電阻率約為0.47 μΩ·m，接近于同等條件下純銅的30倍。使用磷銅球時，陽極電流通過鈦籃上部引入，然后在整個陽極內部是通過銅球進行傳導（本質上可以認為電流是經過銅進行傳導），因此上部和下部的導電性差異非常小，基本可以忽略不計。而使用鈦陽極的話，由于鈦材的導電性相對較差，尤其是當鈦陽極工作在較高電流密度下，電流通過陽極上部傳導到下部時，本身鈦材的電阻會導致電壓從上到下存在明顯降低。這樣會導致在鈦陽極最下部，放電電流密度會顯著低于鈦陽極最上部。

　　在進行陽極設計時，首要考慮的是如何減少由于鈦材的長距離傳導導致電壓降問題。主要可以通過以下兩個方面來進行優化：①降低傳導電阻率，使用更寬更厚的鈦材進行電流傳導，或者使用鈦銅復合材料來輔助電流傳導；②分散電流傳導點，在陽極表面設置多個電流傳導點，避免傳輸距離過長。

　　ii. 陽極基材類型的針對性優化

　　目前鈦陽極的設計中，陽極基材類型的選用基本有兩種：一種是鈦板，另一種是鈦網。

　　鈦網是由鈦板進行沖切拉伸而成，其主要優點有兩方面，一是相對鈦板來說可以節省鈦材用量；二是由于鈦網通常會做雙面涂覆，即使是不面對產品的背面，由于網狀材料是鏤空的結構，背面涂層也可以參與放電，因此整個網狀陽極的有效放電面積比鈦板要大，這樣可以降低實際陽極工作條件的電流密度。網狀陽極往往機械強度更差，而且對比板狀陽極，電阻率也更高。針對上述問題，設計合適的框架并優化焊點位置，可以大大改善鈦網陽極的平整性和放電均勻性問題。

　　使用板狀陽極最大的優點在于，板狀陽極的基材是可以重復利用的。在陽極涂層失效以后，可以對殘余涂層剝離，并對基材表面進行徹底清潔后，可以重新涂覆涂層，這樣今后在陽極的應用中，可以一定程度上節省長期使用的成本（雖然一次性投入會稍大些）。另一方面，板狀陽極基材厚度通常選擇2mm和3mm，而網狀陽極一般適合由1mm鈦板拉制而成（中間還有鏤空），因此板狀陽極的導電性要好于網狀陽極。同時，板狀陽極相對機械強度要比網狀陽極更強，平整度會更好。但這并不意味著板狀陽極放電均勻性一定優于網狀陽極。相比而言，板狀陽極的整體機械設計會比網狀陽極（帶框架）更為簡單，但如果要適應于更高的電鍍均勻性要求，板狀陽極電流接入點的分布還是有優化空間的。

　　當然，關于放電均勻性的設計，不是一個三言兩語能完全說清楚的問題。此處也只是拋磚引玉，引發相關的思考。