Устройство для деионизации материалов Советский патент 1986 года по МПК C25B9/00 

Изобретение относится к области химии к может быть использовано в приборостроении, в радио- и радиоэлектронной промышленности для глубокой деиопизации высокопористых материалов со сложпопрофили- рованными порами.

Целью изобретения является повьпоение скорости и степени деионизации высокопористых материалов со сложнопрофилиро- ванными порами.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Устройство для деионизапии материалов содержит электролитическую ванну 1 из ви- пилпласта или другого материала диэлектрика, цилиндрические катод 2 и анод 3 из листового (толщина 0,5-1 мм) титанового сплава ВТ-1 или ВТ-5, источник 4 постоянного тока с напряжением на клеммах 1,0 1,5 В, полюса которого через идеточные контакты 5 я 6 соответственно соединены с анодом 3 и катодом 2, денонизируемый материал 7, закрепленный с номопгью фиксаторов 8 но всей окружности ванны посередине между катодом 2 и анодом 3.

Через водопровод 9 с крано.1 в ванну 1 периодически подается дистиллированная вода, стекаюн.1,ая через один из открытых кралов 10 в емкость 11 на сброс.

Ванна 1 с иомош.ью шагового электромотора 12 и диэлектрического стержня 13 1ГОИВОДИТСЯ во вращение в г орнзонтальной плоскости по командам реле 14 времени, питаемог о вместе с электромотором от HCTOI - ника 15 тока.

Вращение ванны 1 облегчается с но- монцло П1арико 1одшипников 16, катя1цихся по круговому желобу в опорной нлите 17, у.юженной на бетонное основание 18.

Вапна на 0,3---0,4 части своего диаметра сверху и снизу охватывается гюлюсами 19 и 20 электромагнита 21 лостоянногч) тока, питаемого от источника 22 постоянного тока. Выключатель тока (не показан) с.чужлт для подачи напряжения па электроды и выклю- чен1- 51 электрической юни.

Устройство работае 1 следуюндим образом.

В ванну 1 диаметром 50 см и высотой 15 см с помощью фиксаторов 8 по ее окруж- чос-и (риксируют требуемое количество /le- )зируемых материалов (дета/к й и ,. п.) 7, например анодированных деталей из магниевых сплаво, помещая их па одинакоиоу; paci-1-ояпии, примерно iO см от и анода и расстоя1- ием между собой 2() -23 см.

П.;1ОН1адь nojnOcoB электрома нита но 10 дм . Сила тока в электролизере нулевая, напряжение 1,0--1,5 В. Источника питания э,)омагнита и электродов постоянным гс ком -- селеновый выпрямите.Ич ВСА-5.

Г ромьпилепные устройства могут иметь З:1с141-.тельио 6o.;ib;jiiie 1 абариты с количеством и ди(; времен но деиониз1 руемых дета.чей.

0

5

Кз водопровода 9 при закрытых кранах 10 заливают в ванну I дистиллированную воду до высоты 10-12 см, чтобы она нол- ПОСТ1ДО покрывала деионизируемые детали (материалы).

Включают выключатель, подавая напряжение па катод 2 и анод 3 - напряжение постоянного тока 1,0-1,5 В. Включают одновременно электромагнит 21 п ведут де- ионизанию в течение 5 мин, затем выключают электроды и электромагнит, открывают кран 10 со стороны, свободной от электромагнита, и дают стечь воде из ванны, после чего заполняют ее свежей дистиллированной водой из водопровода 9. Включают п аговый электромотор 12 и поворачивают ванну таким образом, чтобы между полюсами электромагнита оказались новые фиксированные деиониз} емые материалы (детали).

После этого выключают гнаговый электромотор, вклю шют электроды и электромагнит и повторяют второй 5-.минутпый сеанс дсионизацни материала. Такие ееансы деионизании повторяют до полной обработки электрически.м и электромагнитным полями всех загруженных в Basiny деионизуемьгх материалов, после чего деионизова1П1ые материалы вынимают из ванны и фиксируют в ней новую партию деталей или, не останавливая процесс деионизации, вынимают д,еиощ13ованные материалы и на их место фиксируют новые enie недспонизоваппые материалы, повторяя описанный :1,икл деионизации всех деталей. Один цикл деионизации состоит из полного noBopoi a ванны вокруг ее оси.

Ц.или1 дрнческие электроды 1-5ыно;1.чены из титанового сплава, обеспечивакмцего HCA-iai HH i HOCTb электродо:з ;-5 их высокую чистоту и коррозионную С ГОЙКОСТЬ в ВОДН1.,Х

растворах | )азличных HOI-IOEJ.

Все детали ващпм и: : отов;1е;|ы из не- мапнлтных материа.юв. Для токоподвода |;апряже1н-1я к электродам с.лужат медные или алюми ;иевые пр(мк}да, не лритягиваю- нщеся электромагнитом. .Для токоподвода папряженип к электродам служат медные нлстки, обеснечиваюн1ие чпстот .

иариколодн 1ипник ;, : чивается занна, изго : ов;1 матс.иалов с применение чтоб;:.; не 11ритя1Л 11.;ались

НИТОГ, ) .

li.arofihi/i э.чектромот()р вынесен за 1 ;)сд( - лы aKTi-11 iiioii зоны си;1ово о ||О.1Я э.чек гро- мапп-гга.

С ис11о.Л1,зование л предложе ..ного ус рой- проночены следуюпии эксперн. /кчггы.

baiiHa сыла вдвинута ме/кд полюсами электромагзтта на 0,3 части своего диа. Н1)и ;и-1а.мет;)е 50 см и высоте 15 см.

Напряжение ма клеммах электродов кО В. (илм гок.у F э.;1скт)омагнитс 0,3 .Л, 1- аг1ря к{: - tnd( 100 3.

В качестве деионизуе.мого материала были взяты шесть высокопористых аноди- роранных в течение 20 мин в бифторидно- бихроматно-фосфорнокислотном электролите при плотности тока 5 А/дм пластин из магниевого сплава МЛ5 с размерами бОх Х60Х2 мм. Сложнопрофилированные поры 50-микронного по толщине анодного покрытия на пластинах были предварительно пропитаны моделирующим загрязнение 0,1 н. водным раствором хлористого бария, ионы которого надлежало удалить из пор на поверхность материала и затем в раствор на сток. Объем залитой в ванну дистиллированной воды 19 л. Площадь титанового катода 2 дм, анода 15 дм. Расстояние де- ионизуе.мых пластин от электродов 10,0 см. Расстояние между одновременно деионизуе- мыми шестью пластинами 20-23 см.

Процесс деионизации материала проводился в течение двух циклов по 20 мин каждый, т. е. двух полных оборотов ванны с де- ионизуемыми пластинами вокруг своей оси. Ванна поворачивается щаговым электромотором в прерывистом режиме с частотой раз в мин, задаваемой ему с помощью реле времени.

Прерывистость движения ванны обеспечивает быстрое изменение положения де- ионизуемого материала относительно силовых линий электромагнитного поля, усиливая катапультируюпдее (выталкивающее) действие его на удаляемые из пор ионы.

После окончания деионизации, занявшей в общей сложности 40 мин, анодированные пластины были демонтированы и выдержаны в деионизованной воде в течение 1 ч для контроля на полноту деионизации пластин.

Качественные высокочувствительные реакции с этой водой на ионы хлора {с помощью азотнокислотного серебра) и на ионы

0

5

0

0

бария (с помощью серной кислоты) показали полное отсутствие в воде указанных ионов что свидетельствовало о быстрой (40 мин) и высокоэффективной деионизации анодного покрытия на сплаве МЛ5.

При деионизации аналогичных щести анодированных пластин в устройстве-прототипе в течение того же времени (40 мин), что и в предлагаемом устройстве, полного удаления хлористого бария из пор анодного покрытия не достигается, о чем свидетельствуют чувствительные реакции промывных вод на ионы хлора и бария.

Для полной деионизационной отмывки тех же шести анодированных образцов из сплава МЛ5 от ионов хлористого бария до уровня содержания ионов в свежей проточной воде в устройстве-прототипе потребовалось 4 ч времени, т. е. в 6 раз болыне, чем при деионизации в предлагаемом устройстве.

При других условиях ванна была вдвинута между полюсами электромагнита на 0,4 части своего диаметра. Напряжение на электродах составило 1,5 В..

На полную деионизацию шести анодированных об разцов из сплава МЛ5 понадобилось в предлагаемом устройстве 35 мин времени, а в устройстве-прототипе в сопо- стави.мых условиях проведения опытов - 245 мин, т. е. в 7 раз больше, чем в предлагаемом устройстве. Причем в прототипе за 35 мин не достигалась полная деиониза- ция образцов.

Таким образом, преимущество предлагаемого устройства перед извест п 1м заключается в резком ускорении процесса деионизации материалов, т. е. достигается повышение экономичности с одновременным повы- шение.м степени деионизации при обеспечении непрерывности процесса деионизацни.