СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Российский патент 2004 года по МПК C25B11/10 

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 пассивирующейся 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 оксидным покрытием, 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, сплавлением 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 оксидным покрытием, обусловленного слаборазвитой с низкой степенью шероховатости поверхностью основы, при длительном электрохимическом процессе.

Известен способ изготовления электрода для электрохимических процессов, включающий разрушение оксидной пленки на пассивирующейся поверхности заготовки основы из вентильного металла, формирование на подготовленной поверхности активного слоя проводящих оксидов нанесением отдельно приготовленной суспензии оксидов 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 и высокое сопротивления 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 за счет снижение сопротивления переходного слоя, увеличение срока их эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что предлагаемый способ так же, как известный способ, включает разрушение пассивирующей оксидной пленки на поверхности заготовки основы из вентильного металла и формирование на подготовленной поверхности активного слоя проводящего оксида поливалентного металла и термообработку.

Однако, в отличие от известного способа, пассивирующую оксидную пленку на поверхности заготовки из вентильного металла разрушают обработкой абразивным материалом в растворе соли поливалентного металла с наложением электрического поля.

Сущность способа поясняется примерами его осуществления.

Пример 1. Заготовку из титана - пластину размером 3× 6 см толщиной 2 мм закрепляли в ванне шлифовального станка, в котором в качестве шлифующего рабочего органа был использован плоский круг из электропроводящего материала (в данном случае графита) диаметром 20 мм, подсоединенный к положительному полюсу источника постоянного тока (аккумулятора). Отрицательный полюс источник тока подключали к титановой заготовке. Станок приводил рабочий орган во вращательное (200 об/мин) и возвратно-поступательное движение, т.е. сканировал им по поверхности заготовки. Между рабочим органом и заготовкой предварительно насыпали слой порошка карбида кремния со средним размером частиц 40 мкм, который подсыпали в процессе обработки, а через дозатор политуры непрерывно подавали струю насыщенного раствора нитрата кобальта Со(NО₃)₂·_{6Н2О. При обработке поддерживали плотность тока 250 А/м². Затем титановую заготовку, вынув из ванны и смыв абразивный материал, помещали в муфельную печь, высушивали при температуре 120° , сметали порошок карбида кремния, повышали температуру печи до 450° и обжигали в течение 30 мин до получения на поверхности титана слоя черного кобальтоксидного соединения Со3O4 шпинельной структуры.}

Пример 2. Аналогичные операции, действия и приемы были выполнены с заготовкой из титана, только вместо нитрата кобальта был использован нитрат марганца Мn(NО₃)· 6Н₂О.

Сравнительные измерения переходного сопротивления границы между титаном и оксидным покрытием электродов, изготовленных предлагаемым способом и способом-прототипом, показали, что удельное сопротивление переходного слоя электрода, изготовленного по способу-прототипу, составляло 4· 10^-1 Ом· см, а по предлагаемому способу - 3-5· 10^-3 Ом· см, т.е. на два порядка меньше.

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 для электрохимических процессов включает разрушение пассивирующей оксидной пленки на поверхности заготовки основы из вентильного металла и формирование на подготовленной поверхности активного слоя проводящего оксида поливалентного металла. При этом пассивирующую оксидную пленку на поверхности заготовки из вентильного металла разрушают обработкой абразивным материалом в растворе соли поливалентного металла с наложением электрического поля. Технический эффект - повышение стойкости электродов за счет снижения сопротивления переходного слоя, увеличение срока их эксплуатации.

Способ изготовления электрода для электрохимических процессов, включающий разрушение пассивирующей оксидной пленки на поверхности заготовки основы из вентильного металла и формирование на подготовленной поверхности активного слоя проводящего оксида поливалентного металла и термообработку, отличающийся тем, что пассивирующую оксидную пленку на поверхности заготовки из вентильного металла разрушают обработкой абразивным материалом в растворе соли поливалентного металла с наложением электрического поля.