Патент на изобретение №2241785
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к электрохимии, в частности к техническим средствам электрохимических производств, конкретнее – к технологии получения электродов для электрохимических процессов в электролизе, в том числе в хлорном и хлоратном электролизе, в гальванике, в электромембранных процессах: электродиализе, электроосмосе, электрофорезе, электросинтезе. Способ изготовления электрода включает разрушение пассивирующей оксидной пленки на поверхности вентильного металла и формирование на подготовленной поверхности активного слоя проводящего оксида поливалентного металла. Перед формированием слоя проводящего оксида электроискровым легированием создают промежуточный слой интерметаллида. Технический эффект – повышение стойкости электродов, увеличение срока их эксплуатации.
Изобретение относится к электрохимии, в частности к техническим средствам электрохимических производств, конкретнее – к технологии получения электродов для электрохимических процессов в электролизе, в том числе в хлорном и хлоратном электролизе, в гальванике, в электромембранных процессах: электродиализе, электроосмосе, электрофорезе, электросинтезе. Известен способ изготовления электрода для электрохимических процессов, включающий обработку пассивирующей поверхности заготовки основы из вентильного металла и формирование на подготовленной поверхности активного слоя проводящего оксида или смеси оксидов металлов из группы платины, смешанных с оксидами вентильного металла (Патент СССР №416925, кл. С 25 В 11/00, 1974). Недостаток известного способа – недостаточная стойкость электрода из-за высокого сопротивления переходного слоя между основой вентильного металла и оксидного покрытия, обусловленного слаборазвитой с низкой степенью шероховатости поверхностью основы, при длительном электрохимическом процессе. Известен способ изготовления электрода для электрохимических процессов, включающий обработку травлением пассивирующейся поверхности заготовки основы из вентильного металла и формирование на подготовленной поверхности активного слоя проводящих оксидов. Для формирования активного слоя используют смесь проводящих оксидов двух- и трехвалентных неблагородных металлов и оксида вентильного металла, который используют в качестве связующего компонента для керамической массы. Массу для активного слоя готовят отдельно смешиванием оксидов, например кобальта и алюминия, плавлением при высокой температуре и измельчением полученной керамики. Из порошка оксидов готовят суспензию с добавлением раствора резината титана в толуоле. При этом между поверхностью вентильного металла и оксидным проводящим покрытием создают дополнительный подслой из благородного металла или его оксида – резината платины для снижения электрического сопротивления переходного подслоя, после чего наносят на подслой платины суспензию оксидов, заготовку с сформированным покрытием сушат и прокаливают при 375-500° С (Патент FR №2094051, кл. В 01 К 1/00, 1972). Недостаток известного способа – недостаточная стойкость электрода из-за высокого сопротивления переходного слоя между основой вентильного металла и оксидного покрытия, обусловленного слаборазвитой с низкой степенью шероховатости поверхностью основы, при длительном электрохимическом процессе. Известен способ изготовления электрода для электрохимических процессов, включающий разрушение пассивирующей оксидной пленки на поверхности вентильного металла и формирование на подготовленной поверхности активного слоя проводящего оксида нанесением отдельно приготовленной суспензии оксида и термообработку (А.С. СССР №. 1522783, кл. С 25 В 11/00, 1999). Недостатком известного способа изготовления электродов является невысокая стойкость оксидного покрытия электродов при длительном электрохимическом процессе, обусловленная низкой адгезией материала покрытия к поверхности электрода из-за крупномасштабной структуры созданных неровностей поверхности в результате пескоструйной обработки, и, как следствие, высокое сопротивление переходного слоя между основой вентильного металла и оксидным покрытием. Задача изобретения – разработать способ изготовления электродов для электрохимических процессов с более стойким оксидным покрытием благодаря применению обработки поверхности электродов, дающей более тонкую структуру шероховатости поверхности и, следовательно, ее более высокую адгезионную способность. Технический результат, получаемый при использовании изобретения, – повышение стойкости электродов, увеличение срока их эксплуатации. Технический результат достигается тем, что предлагаемый способ так же, как известный способ, включает разрушение пассивирующей оксидной пленки на поверхности вентильного металла и формирование на подготовленной поверхности активного слоя проводящего оксида поливалентного металла. Однако в отличие от известного способа перед формированием слоя проводящего оксида электроискровым легированием создают промежуточный слой интерметаллида. Пример осуществления способа. Заготовку из титана – пластину размером 3× 6 см, толщиной 2 мм, помещали в огнеупорную ванну, в которую наливали насыщенный раствор Со(NO3)2· 6 Н2О так, чтобы раствор полностью покрывал заготовку слоем 3 мм над поверхностью титановой заготовки. Над поверхностью заготовки устанавливали стержневой электрод диаметром 3 мм из твердого сплава марки ВК-8 (карбид вольфрама – кобальт), при этом между электродом и заготовкой подавали напряжение постоянного тока 6 В при среднем значении тока 47 А. Стержневой электрод был установлен в механизме вибрации и координатного перемещения. Электродом, вибрирующим с частотой 50 Гц, сканировали по поверхности заготовки. Затем титановую заготовку вынимали из ванны и помещали в муфельную печь, высушивали при температуре 120° С, повышали температуру печи до 450° С и обжигали в течение 30 мин до получения на поверхности титана слоя черного кобальтоксидного соединения Со3O4 шпинельной структуры. Сравнительные измерения переходного сопротивления границы между титаном и оксидным покрытием электродов, изготовленных предлагаемым способом и способом-прототипом, показали, что после пескоструйной обработки и обезжиривания ацетоном удельное сопротивление переходного слоя составляло 4· 10-1 Ом· см, а по предлагаемому способу – 2,6· 10-3 Ом· см, т.е. на два порядка меньше.
Формула изобретения
Способ изготовления электрода для электрохимических процессов, включающий разрушение пассивирующей оксидной пленки на поверхности вентильного металла и формирование на подготовленной поверхности активного слоя проводящего оксида поливалентного металла, отличающийся тем, что перед формированием слоя проводящего оксида поливалентного металла электроискровым легированием создают промежуточный слой интерметаллида.
|
||||||||||||||||||||||||||
