国际上，采用不锈钢作为铜电解精炼的阴极—即所谓的ISA法和KIDD法电解工艺，已经成为一种趋势，但是目前我国还没有自主知识产权的不锈钢阴极技术。本文立足于填补此项技术的国内空白，通过大量的试验，制作出了铜电解精炼用的不锈钢阴极板，以代替传统使用的始极片。不锈钢阴极的使用省去了始极片工序和始极片的剥离、加工设备，从而缩短了阴极铜的工艺流程，降低了生产成本，减轻了工人劳动强度，并且阴极板可以反复使用。此外，不锈钢阴极还可改善阴极铜质量，提高电流效率。经过云南铜业股份有限公司的工业实验，已经生产出了合格的阴极铜产品。 论文重点研究采用不锈钢制作阴极板的工艺和阴极板的导电结构设计方法，主要包括：(1)不锈钢的材质选择；(2)不锈钢阴极板的制备方法；(3)阴极板电流效率的试验研究；(4)阴极板和导电棒的连接关键技术；(5)阴极板在实际电解液中的耐蚀性能；(6)阴极板的剥离性能；(7)阴极板的工业应用实验等。 从使用性和经济性的综合考虑，本文选定一种奥氏体不锈钢作为阴极板的材料，具体成分为：碳(C)0.091％，镍(Ni)8.866％，铬(Cr)18.018％，钛(Ti)0.836％，铁(Fe)71.001％，其余Mn、Si、P、S微量。 通过大量试验测定了阴极板在实际电解条件下的电流效率，电流效率的平均值为96.7％，并且数据波动很小，比较稳定。 通过电压降的测定确定了优于现有国外方案的阴极板导电结构，最佳的导电结构是采用截面20×25mm的实心碳钢作为承载梁，外侧电镀2～3mm铜作为导电层。采用这种设计方法的阴极板样品已在云南铜业股份有限公司进行实际挂片试验，试验结果证明此种导电结构导电性好，强度高，成本低。 通过浸泡失重法和电化学法研究了阴极板在实际电解液中的耐蚀性，结果表明：国外采用的316L不锈钢和本文选择的不锈钢在实际电解溶液中均具有良好的耐均匀腐蚀的能力，但从降低成本考虑，本文的不锈钢较为合适；所采用的两种表面处理方法(化学法和电解法)均能有效地提高点蚀电位，提高不锈钢抗局部腐蚀的能力，适合在实际电解液中使用；化学法适宜的工艺条件为：硝酸浓度30％，温度常温，时间2小时；电解法的适宜条件为：在电解液中于1500mv的电位下处理20分钟。昆明理工大学硕士研究生学位论文摘要 不锈钢的表面状况是阴极板能否正常剥离的重要因素。为了考察不同的表面粗糙度、表面处理方法和表面处理时间对剥离强度的影响，本文在总结前人和本人前期工作的基础上，采用正交实验方法确定使阴极铜剥.离强度最佳的工艺条件。正交实验的结果表明，影响阴极铜和不锈钢结合强度的主次因素为:首要的是表面粗糙度，其次是表面处理方法，最后是表面处理时间;就单一因素的影响来看，表面粗糙度的最优水平为砂纸(280一320#)打磨，表面处理方法的最优水平是电解法表面处理，表面处理时间的最优水平是15.分钟。论文还给出了在模拟未来的一种可能采用的剥离方法的条件下，由本文的结合强度数据推算剥离机械应施加的力的分析计算方法。此实验方法和数值虽然和实际的剥离操作有一定差距，但仍然可以为后续设计阴极铜剥离工艺和设备提供参考依据。 阴极板的绝缘包边也是关键技术，·本文采用注塑方法包边，此种包边技术比ISA法正在采用的塑料夹条技术更为进步。注塑方法得到的塑料包边使用寿命长，生产的阴极铜边缘整齐，还可免去ISA法的竖边涂蜡工序。 本文的铜电解精炼耐用型不锈钢阴极板的制备方法已经申请国家发明专利，专利申请号为021 1 3351.4。 本文的铜电解精炼的阴极导电结构已经申请国家实用新型专利，专利申请号为02275670.1。 以本文为基础的项目“铜电解精炼耐用型阴极材料的国产化研究”和“铜、镍电解精炼用新型阴极材料制备技术”分别被云南省科技厅和国家科技部列为2002年度云南省科技攻关计划(项目编号:2002GGO8)和国家高技术研究发展计划(863计划)(项目编号:2002AA001024)，已进入全面实施阶段。