一种表面渗钼+沉积氮化钛的新型电极材料及其制备方法

摘要

本发明公开一种表面渗钼+沉积氮化钛的新型电极材料及其制备方法，利用等离子表面合金化和多弧离子镀复合处理技术，首先在铁基材料表面渗入合金元素钼，形成呈冶金结合的含钼渗层，然后利用溅射镀进行沉积氮化钛，以形成一种表面渗钼+沉积氮化钛的新型电极材料。本发明采用量大面广价格低廉的钢铁材料作为电极材料，具有加工性能好、导电性好、强度高、成本低的优点。表面经过渗钼和沉积氮化钛处理后具有耐腐蚀、耐磨、强度和硬度高、电阻率较小、结合力强的优点。能大幅度提高电极的比能量与比功率，接触电阻保持恒定，电能消耗稳定并且较小。

主权项

一种表面渗钼+沉积氮化钛的新型电极材料的制备方法，其特征是：包括如下步骤：（1）对基体材料进行表面处理，使其表面粗糙度Ra为0.5～2μm；所述基体材料为钢铁材料；（2）用活化液、腐蚀液、净化液、清洗液依次清洗表面，再放入超声波仪器中清洗半小时以上，并烘干；（3）用等离子辉光放电设备进行渗钼：在真空室内设置两个高压电源，公共阳极和分别两个阴极，纯钼板作为提供欲渗的钼原子，称为源极，并与被渗基体材料分别放置在这两个阴极上，抽真空到极限真空度1.5Pa，充入少量氩气至15Pa，调节源极电压和被渗基体材料电压，分别进行离子轰击10～30min，之后逐步提高源极和被渗基体材料电压到工作电压，升温到工作温度后保温一段时间，完成渗钼过程，最后缓慢冷却到室温；所述渗钼工艺参数为：源极电压‑800～1100V，工件电压‑300～‑600V，极间距10～50 mm，氩气工作气压20～60 Pa，保温温度 800～1200℃，保温时间2～8 h；保温结束后，将试样随炉缓冷至室温，可获得20～80μm的合金化层；（4）将经过渗钼基体材料放入电弧离子镀沉积设备中，调节负偏压、弧电流、工作总气压、氩气和氮气的流量比、沉积温度、沉积时间工艺参数进行表面沉积氮化钛工艺，最后获得沉积氮化钛+渗钼+钢铁组织的新型电极材料，所述电弧离子镀工艺参数为：本底真空度10^‑4～10^‑3Pa，通入氩气至0.1～20 Pa，用‑500～‑1000V的偏压清洗试样10～30min；沉积温度为室温～400℃，沉积气压0.5～10Pa，沉积偏压‑100～‑300V，沉积时间0.5～2h，氩气和氮气的流量比1：2～1：9。