КАТОД ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ Российский патент 2013 года по МПК C25C5/02 B22F9/24 C25C7/02 

Описание патента на изобретение RU2483143C1

Изобретение относится к порошковой металлургии, к устройствам для получения металлических порошков электролизом.

Известен вращающийся катод [Патент России N2023059, кл. С25С 5/02, 1994] в виде цилиндрической спирали, жестко сочлененной с приводом.

Недостатками устройства являются наличие механизма вращения пружины и устройства контактирования вращающегося катода с токоподводом, а для съема с него порошка требуется дополнительный слой поверх электролита электролизера. Катодная плотность тока при получении порошка металла на таком катоде недостаточно высока и недостаточно постоянна во времени.

Известен колеблющийся пластинчатый катод [Патент России №2180694, кл. С25С 5/02, 2002], состоящий из токоподвода, соединенного с рабочими элементами в виде металлических пластин.

Недостатками устройства являются необходимость вибрации для съема порошка и недостаточно высокая и недостаточно постоянная во времени катодная плотность тока. Необходимость поддержания максимально возможной плотности тока обусловлена тем, что скорость электрохимической реакции пропорциональна плотности тока. Поддержание постоянства плотности тока обеспечивает постоянную дисперсность порошка.

Технической задачей в предлагаемом устройстве катода является повышение скорости получения порошка металла.

Техническая задача достигается тем, что рабочая поверхность катода представляет собой заостренные элементы, изолированные диэлектриком, выполненным в виде объемной фигуры, причем окончания заостренных элементов, площадь которых минимальна, располагают на поверхности объемной фигуры. Фигуры выполняют в виде полусферы, сферы, конуса, цилиндра, параллелепипеда, пирамиды или в виде пучка удлиненных фигур преимущественно цилиндрической формы или других фигур.

Пример 1. На липкую ленту на полихлорвиниловой основе укладывают в ряд на расстоянии 3 мм друг от друга заостренные стальные стержни в количестве 40 штук диаметром 0,5 мм и длиной 40 мм, острия стержней совмещают с краем ленты. На хвостовики стержней укладывают токоподводящие шины из мягкого многожильного провода и сверху накрывают второй лентой липким слоем вниз. Полученную многослойную ленту скручивают в цилиндр (фиг.1а). Нижнее основание с остриями опускают в электролит, содержащий сернокислое железо (50 г/л) и серную кислоту (10 г/л), а выступающий из верхнего основания цилиндра провод токоподводящей шины соединяют с отрицательным полюсом источника постоянного тока. При пропускании тока 2 А порошок железа, образующийся на остриях катода, опускается на дно электролизера. Насыпная плотность порошка составляет 1,3 г/см3, весь порошок проходит сквозь сито с ячейкой 50 мкм.

Пример 2. Швейные иглы диаметром 0,76 мм и длиной 35 мм в количестве 30 штук с накрученными на них токоподводящими проводами устанавливают вертикально остриями вниз в стеклянный стакан, заполненный кремнийорганическим компаундом. После его полимеризации полученный катод извлекают из стакана (фиг.1а). Выступающие из верхнего основания токоподводящие провода соединяют в жгут, который подсоединяют к отрицательному полюсу источника постоянного тока. Нижнее основание катода с остриями погружают в электролит, содержащий 20 г/л сернокислого никеля и 40 г/л хлористого аммония. При пропускании тока 4 А образующийся на остриях катода никелевый порошок отрывается от катода и опускается на дно электролизера. Насыпная плотность полученного порошка составляет 1,1 г/см3, весь порошок проходит сквозь сито с ячейками 50 мкм.

Пример 3. Пучок из 40 проводов диаметром 30 мкм во фторопластовой изоляции длиной 50 мм освобождают от изоляции на 10 мм с одного края, к проводам припаивают токоподвод (фиг.1б), который соединяют с отрицательным полюсом источника постоянного тока. С другой стороны пучка провода раздвигают и опускают в электролит, содержащий 50 г/л медного купороса, 20 г/л серной кислоты и 10 г/л этилового спирта. При пропускании тока 4 А образующийся на торцевой неизолированной поверхности проводов медный порошок отрывается от катода и опускается на дно электролизера. Насыпная плотность полученного порошка составляет 0,9 г/см3, весь порошок проходит сквозь сито с ячейками 50 мкм.

Как видно из примеров, порошок самопроизвольно отделяется от рабочей поверхности катода, размер порошка не превышает 50 мкм, рабочий ток на один заостренный элемент составляет 0,05-0,1 А, плотность катодного тока в примере 3 составляет 100000 А/дм2, а в примерах 1 и 2 она еще больше.

Особенностью получения порошка металла путем электролиза является необходимость поддержания высокой и постоянной катодной плотности тока во времени на рабочей поверхности катода. Изменение катодной плотности тока приводит к изменению дисперсности порошка. Повышение скорости получения порошка металла обусловлено значительным увеличением катодной плотности тока на остриях заостренных элементов катода, имеющих в 1000 и более раз меньшую площадь поверхности. При этом катодная плотность тока на остриях катода значительно возрастает, что приводит к увеличению скорости процесса. Слабое сцепление порошка, выделяющегося на остриях катода, и самопроизвольное его отделение от катода обеспечивает постоянство величины плотности тока, а следовательно, постоянство дисперсности порошка металла. Производительность электролизеров с катодами предлагаемой конструкции пропорциональна количеству заостренных элементов. Применение таких катодов позволяет не только повысить скорость процесса, но и расширяет возможности дальнейшего совершенствования конструкций электролизеров в направлении повышения их технико-экономических параметров.

Похожие патенты RU2483143C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА 2013
  • Бусько Владимир Иосифович
RU2557398C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ МЕТАЛЛОВ 2013
  • Бусько Владимир Иосифович
  • Жуликов Владимир Владимирович
RU2534181C2
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ МОЛИБДЕНА ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА 2008
  • Кудрявцев Владимир Николаевич
  • Павлов Михаил Рашитович
  • Павлова Нина Владимировна
RU2407828C2
Устройство токоподвода к электроду для электролитического получения окислителей перекисного типа 2018
  • Потапова Галина Филипповна
  • Мантузов Антон Викторович
  • Воронцов Павел Сергеевич
RU2711425C2
СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАСТВОРА ПОДТРАВЛИВАНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ 2021
  • Кругликов Сергей Сергеевич
  • Кругликова Елена Сергеевна
  • Царькова Татьяна Григорьевна
RU2765894C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРАТА ЦЕРИЯ (IV) 2015
  • Кругликов Сергей Сергеевич
  • Колесников Артем Владимирович
  • Кондратьева Екатерина Сергеевна
  • Губина Ольга Александровна
  • Перфильева Анна Владимировна
RU2603642C1
Способ электроосаждения хромовых покрытий из электролита на основе гексагидрата сульфата хрома (III) и формиата натрия 2023
  • Аршинова Ирина Станиславовна
  • Кузнецов Виталий Владимирович
  • Тележкина Алина Валерьевна
  • Свириденкова Наталья Васильевна
  • Жуликов Владимир Владимирович
  • Железнов Евгений Валерьевич
  • Балабанова Ольга Алексеевна
RU2814771C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПАЯЛЬНОЙ ПАСТЫ 2014
  • Дьяков Виталий Евгеньевич
RU2585508C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ ЗАЩИТНОГО СМАЧИВАЕМОГО ПОКРЫТИЯ НА УГЛЕРОДИСТЫХ БЛОКАХ КАТОДНОГО УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ 2006
  • Горланов Евгений Сергеевич
RU2337184C2
Способ регенерации электролита хромирования 2022
  • Кругликов Сергей Сергеевич
  • Барботина Наталья Николаевна
  • Кожевникова Светлана Валерьевна
  • Понамарева Татьяна Николаевна
RU2789159C1

Реферат патента 2013 года КАТОД ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ

Изобретение относится к порошковой металлургии, к устройствам для получения металлических порошков электролизом, а именно к катоду электролизера, который может быть использован в производстве композиционных материалов, например паст, лаков, красок, клеев, компаундов с электро- и теплопроводящими свойствами. Технический результат - повышение скорости получения порошка. Катод содержит токоподвод и рабочую поверхность, представляющую собой поверхность заостренных элементов, изолированных диэлектриком. Диэлектрик выполнен в виде объемной фигуры, на поверхности которой расположены окончания заостренных элементов, площадь которых минимальна. 1 ил., 2 пр.

Формула изобретения RU 2 483 143 C1

Катод электролизера для получения металлических порошков, содержащий токоподвод и рабочую поверхность, отличающийся тем, что рабочая поверхность катода представляет собой поверхность заостренных элементов, изолированных диэлектриком, выполненным в виде объемной фигуры, на поверхности которой расположены окончания заостренных элементов, площадь которых минимальна.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2483143C1

КОЛЕБЛЮЩИЙСЯ ПЛАСТИНЧАТЫЙ КАТОД 1998
  • Бондаренко А.В.
  • Семенченко С.А.
  • Семенченко Н.С.
  • Лепенкова Ж.В.
  • Середина К.Н.
RU2180694C2
ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЕ СОЕДИНЕНИЕ МАГНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА 2005
  • Сизиков Игорь Анатольевич
  • Патон Борис Евгеньевич
  • Лакомский Виктор Иосифович
  • Пичак Владимир Григорьевич
  • Лебедев Владимир Александрович
  • Костарев Владимир Александрович
  • Некрасов Евгений Николаевич
  • Букин Илья Станиславович
RU2290456C1
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР С ЭЛЕКТРОДОМ ИЗ ПОРОШКОВОГО МАТЕРИАЛА 1990
  • Борисков Ф.Ф.
  • Артемьев А.Д.
SU1790255A1
Устройство для сухого протравливания семян 1928
  • Боргардт А.И.
SU22366A1
US 6337008 B1, 08.01.2002.

RU 2 483 143 C1

Авторы

Бусько Владимир Иосифович

Даты

2013-05-27Публикация

2011-12-07Подача