Патент на изобретение №2241787

(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. При этом пассивирующую оксидную пленку на поверхности вентильного металла разрушают электроискровой эрозией в среде, исключающей доступ атмосферного воздуха. 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 поливалентного металла (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.

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, пассивирующую оксидную пленку на поверхности вентильного металла разрушают электроискровой эрозией в среде, исключающей доступ атмосферного воздуха.

Пример осуществления способа.

Заготовку из титана – пластину размером 3× 6 см, толщиной 2 мм, помещали в огнеупорную ванну, в которую наливали насыщенный раствор Со(NО₃)₂· 6H₂О так, чтобы раствор полностью покрывал заготовку слоем 3 мм над поверхностью титановой заготовки. Над поверхностью заготовки устанавливали стержневой электрод диаметром 5 мм, на который подавали напряжение постоянного тока 6 В относительно заготовки при среднем значении тока 27 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, помещали в муфельную печь, высушивали при температуре 120° , повышали температуру печи до 450° 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 – 3· 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 пассивирующую оксидную пленку на поверхности вентильного металла разрушают электроискровой эрозией в среде, исключающей доступ атмосферного воздуха.