Способ изготовления титандвуокисномарганцевого анода Советский патент 1991 года по МПК C25B11/03 

Изобретение относится к гальваностегии, а именно к процессам хромирования.

Целью изобретения является повышение качества титандвуокисно-марганцевого анода за счет улучшения его электропроводности и механической прочности,

Способ осуществляют следующим образом,

1.В эмалированный сосуд, установленный на термостатированную песчаную баню, помещают необходимое количество нитрата марганца и при 90-100° С вначале подвергают обезжириванию, затем рас- пла вленную (150-180° С), не допуская при этом выделения окислов азота.

2.Готовят титановую основу а виде сетки размером ячеек 1-2 мм м толщиной нити 1,0-1,5 мм в следующей последовательности: очищают поверхность кварцевым песком /ли зпек-со корундом; обезжиривают химически . электрохимически; активируют в концентрированном растворе серной кислоты; обрабатывают (обяивом или кистью) в растворе концентрированной серной кислотой ь бутиловом спирте в соотношении 1:5 с добавкой SnCl4 5H20 10 г на каждые 35-40 мл раствора; высушивают при 120° С и затем обжигают при 600° С (25-30 мин).

3.Укладывают титановую сетку и поддон (противень) из нержавеющей стали с гладким днищем.

4.Вводят в расплав нитрата марганца кзрбид вольфрама (WC) дисперсностью не более 10 мкм из расчета 10-12 мас.%, тщательно перемешивают и полученную сусXI

О

«л

пензию обливом наносят на сетчатую титановую основу.

5.Извлекают сетку из поддона и подвергают ее отжигу при 400-450° С в атмосфере воздуха (до прекращения выдел книг окислов азота).

6.Укладывают из обе стороны титановой основы слой углеродного волокна с взаимно перпендикулярным расположением нитей так, чтобы они образовывали сетчатый каркас с размером ячеек не более 5 .

Для этой цели можно использовать трикотаж из углеродной ткзнм УРТЛ-250, пс- лотио из которого пои ракт.чжке : направлении, перпендикулярном продол L- ным петлевым дорожкам, образует сетку с размером ячеек 1-2 мм. Повторяют операции 4, 5 до получения слоя активной массы 4-5 мм, причем каждый рзз перед нанесением суспензии выполняют операцию 6.

П р и м е р 1 (по прототипу). Осуществляют с выполнением операций 1-5 по приведенной схеме при отсутствии в расплаве нитрата марганца, карбида аольфрзма и трехкратным повторением операций 4, 5.

П р и м е р 2. Осуществляют с выполнением операций 1-5 по приведенной схеме и трехкратным повторениям операций 4, 5.

При м е р 3. Осуществляют с выполнением операций Т--5 по приведеннойсхемз и трехкратным выполнением операций 4, 5,

Испытания проводили в полупромышленных условиях с применением анодоз размеров 50x120 :м и суммарной толщине (основы и активной массы) з среднем 5-6,5 мм. Для защиты боковых и-торцовых граней анода от ударов и повреждений его помещают в тефлоновую рамку пснзяьного типа.

Критерием оценки способа являются величина электропроводности я механическая стойкость активной массы,получаемой согласно примерам. Измерение электропроводности ЭЧТМБНОЙ массы осущее зпяюг с помощью моста М-305.

Механическую стойкость определяют по нестандартной методике на образцах длиной и шириной участка с активной массой соответственно 50 v 20 мм. Толщина активной массы с каждой стороны сетчатой титановой основы составляет к среднем 2,5мм. К торцам последней предварительно (до нанесения активного слоя) пайкой присоединяют титановые пластина psawg- ром 25x20x1,5 мм, свободные от активной массы, Образец с одного торца закрепляют в вертикальном положении путем вода торцовой пластины s зажимы тисков на глубину 5 мм, К поверхности противоположной торцовой пл-астгг- ы образца подводят эксцентрик, закрепляемый на залу

C

р.

|

0

В

5

электродвигателя, Величина амплитудного отклонения за счет эксцентриситета при вращении вала электродвигателя составляет 3 мм при частоте отклонений 60 уд/мин и длительности цикла испытания 10 мин. Механическую стойкость определяют визуальным осмотром по характеру разрушения активной мьссь , результаты испытаний представлены в табл. 1.

Лн.члиз результатов испытаний показывает, что предлагаемый способ обеспечивает получение тигзндвуокисно-марганцевых а::одо, характеризующихся значительно более значениями электропроводности и механической стойкости по сравнению с известными (пример 3). Это достигается га счет создания равномерно распределенного 8 объеме активной массы , твердых частиц вольфрама и углеродных чолоко.ч, обеспечивающего резкое снижение электросопротивления материала м повышение его механической стабильности. Об зтом свидетельствует и ,дос Јточчо высокое значение удельной электропроводности карбида вольфрама и углеродного волокна, которые находятся в пределах соответственно 0,1-0,3 103 и 3-5 - 1C3 .

Ј табл.2 представлены результаты исследований зависимости электропроводности и механической прочности активной массы от содержания дисперсной фазы арб /гдз вольфрама в расплав нитрата маог; чцз (при отсутствии углеродного во- яокчг в покрытии и остальных неизменных параметрах).

Полученные результаты показывают, что заданные пределы карбида вольфрама по концентрации (10-12%) обеспечивают оптимальные характеристики активной массы двуокиси марганца. Так повышенное со- дер -кё- ие дисперсной фазы повышает i/.;-,Kv,-)npor. активной массы, но ,:..;oci,(T одновременно к нарушению ме- лЗ -г-ческой стабильности вследствие по- аышения ее хрупкости и механической ,-еод породности.

При изготовлении титандвуокисно- марганцэвых анодов по предлагаемому способу пористость активной массы снижается с 15-25%, а в известных способах до 8-12%; в результате чего возрастает ее химическая стойкость. На это указывает и срйзнмтсльнрй оценка состояния анодов, изготовленных соответственно по приме-- . рай 1 и 3 после их анодной поляризации з узчеи ,е 400 ч (учитывается номинальное время) г. процессе хромирования деталей из электролита, г/л: хромовый ангидрид 200,

серная кислота 2.5 при температуре 70 ± 2° С и анодной плотности тока 15 А/дм .

На анодах, .изготовленных предлагаемым способом, не обнаружено никаких изменений поверхностного слоя активной массы, вто время как на анодах, выполненных известным способом, наблюдаются отдельные очаги точечной коррозии м слабого разрушения поверхности. В электролите при этом обнаружено присутствие марганца до 0,03 г/л.

Формула изобретений Способ изготовления титандвуокисно- марганцевого анода для ванн хромирова0

К

ния, включающий обработку сетчатой тита-1 новой основы в растворе соединения олова, термообработку и последующее многократное нанесение азотнокислого марганца и отжиг, отличающийся тем. что, с целью повышения качества анода за счет улучшения электропроводности и механической стойкости, при нанесении используют расплав азотнокислого марганца, содержащий 10-12 мзс.% карбида вольфрама, а перед нанесением на основу каждого последующего слей зэстно-кмслого марган- цэ накладывают слоями углеродное вотские zo взаимно перпендикулярным расположением R слоях.

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к способам изготовление анодов для процесса хромирования, и позволяет повысит ь качество титандвуокисномарганцевых анодов за счзт улучшения электропроводности и механической прочности. Способ изготовления титзндвуо- кысно-маргзнцезого анода включает обработку титановой основы е растворе соединения олова и термообработку с последующим многократным нанесением слоев маргзнецсодержащегс соединения и отжигом. В качестве марганецсодержа- щего соединения используют расплав азотнокислого марганца, содержащий 10- 12 мас.% карбида вольфоама а нэ сетчатую титановую основу пере, нанесением каждого последующего слоя диоксида марганца накладывают слоями углеродное волокно со взаимно перпендикулярным расположением нитей в 2 табл

Таблица 1

Таблица 2