Способ изготовления анода

 

Изобретение относится к электрохимическому производству, в частности к электрофизическим методам формирования коррозионно-стойких покрытий на анодах для электролиза разбавленных солевых растворов и природных вод и позволяет увеличить срок службы электрода. Активный слой фор.мируют на основу из титановых сплавов импульсными электрическими разрядами длительностью 50-500 мкс при энергии разряда 4-6 Дж из смеси порошков палладия и двуокиси марганца при их массовом соотношении 1:3-1:5 и удельном времени обработки 1,5-2,0 мин/cм с последующей пластической деформацией поверхности при давлении 30-50 Н/мм до достижения шероховатости 0,63-1,25 мкм. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1411354 А 1 (И 4 С 25 В 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3959944/23-26 (22) 02.10.86 (46) 23.07.88. Бюл. № 27 (71) Институт прикладной физики АН МССР (72) В. Э. Ненно, Р. А. Стурза, А. П. Абрамчук, А. М. Романов и В. В. Михайлов (53) 621.3.035.2 (088.8) (56) Заявка Японии № 59 — 48873, кл. С 25 В 12/02, 1984. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДА (57) Изобретение относится к электрохимическому производству, в частности к электрофизическим методам формирования коррозионно-стойких покрытий на анодах для электролиза разбавленных солевых растворов и природных вод и позволяет увеличить срок службы электрода. Активный слой формируют на основу из титановых сплавов импульсными электрическими разрядами длительностью 50 — 500 мкс при энергии разряда 4 — 6 Дж из смеси порошков палладия и двуокиси марганца при их массовом соотношении 1:3 — l:5 и удельном времени обработки 1,5 — 2,0 мин/см с последующей пластической деформацией поверхности при давлении 30 — 50 Н/мм- до достижения шероховатости 0,63 — 1,25 мкм. 1 табл.

1411354

Формула изобретения

Изобретение относится к электрохимическому производству и может быть использовано при электролизе разбавленных солевых раСтворов и природных вод.

Цель изобретения — увеличение срока, .службы электрода.

Способ осуществляется следующим образом.

На подложке из титанового сплава фор, мируется активный слой из смеси порошков палладия и двуокиси марганца при их массовом соотношении 1:3 — 1:5 импульсными электрическими разрядами длительностью

50 — 500 мкс и энергией 4 — 6 Дж при удельном времени обработки 1,5 — 2,0 мин/см .

Полученное покрытие подвергается поверхностно-пластической деформации при давлении на инструмент 30 — 50 Н/мм до достижения шероховатости поверхности 0,63—

1,25 мкм.

Примеры I — 18. В качестве материала основы используется титан. Образцы имеют цилиндрическую форму, рабочей поверхностью служит торцовая часть площадью

l,0 см . Покрытие формируется импульсны2 ми электрическими разрядами длитель ностью 200 мкс и энергией 5,4 Дж с рабо, чей частотой 100 Гц на установке с источ, никами технологического тока и электрод| ,ным инструментом вибрирующего типа при дополнительной подаче в межэлектродный промежуток дисперсного материала. Соотношение ингредиентов в порошковой смеси Pd:

Мп02=1:4, удельное время обработки импульсными электрическими разрядами

1,5 мин/см .

Полученное покрытие подвергают пластическому деформированию стальным закаленйым шариком диаметром 5 мм при давлении 40 Н/мм до достижения шерохова(,тости R,=0,70 мкм. Экспериментальное оп ределение долговечности анода осуществля ется путем фотоколориметрического измерения скорости электрохимического растворения двуокиси марганца из покрытия при поляризации его током плотностью =1000 А/м в 0,01N растворе CaCL .

Количество двуокиси марганца, входящего в состав покрытия, определяют полным его растворением в концентрированной серной кислоте и ри нагревании с последующим окислением периодатом калия. Фотоколориметрические измерения проводят на приборе

ФЭК вЂ” 56П 6-ым светофильтром (а=540 мкм в=2380), электрохимические измерения на потенциостате в гальваностатическом режиме.

Данные по примерам 1 — 13 сведены в таблицу.

Анализ полученных данных показывает, что при соотношении ингредиентов смеси

Pd: Мп0 =1:2 и 1:6 срок службы анода значительно ниже, чем в интервале PdZ

Мп02=1:3 — 1:5. Это связано, в первом случае, с уменьшением количества двуокиси марганца в покрытии, которая обладает более низким перенапряжением выделения кислорода, чем палладий, и с возрастанием переходного сопротивления в п роцессе анодной поляризации и последующим пробоем защитной окисной пленки TiO> во втором случае. Срок службы анода при удельном времени обработки электрическими разрядами менее 1,5. мин/см уменьшается в связи с тем, что количество порошковой смеси, осажденной на поверхность подложки и, соответственно, сплошность активного слоя снижаются. Сплошность активного слоя уменьшается и при удельном времени обработки более 2,0 мин/см, так как в этом случае значительно возрастает эрозия и растрескивание покрытия.

Нижний предел давления на инструмент (30 Н/мм ) обусловлен повышенной твердостью нанесенных покрытий, а при давлениях выше 50 Н/мм- происходит частичное скалывание покрытия. Следовательно, интервал массовых соотношений ингредиентов

Pd: MnO2= — i:3 — 1:5, удельное время нанесения покрытия импульсными электрическими разрядами 1,5 — 2,0 мин/см и давление на инструмент 30 — 50 Н/мм- при котором шероховатость поверхности заключается в интервале R, 0,63 — 1,25 мкм, являются оптимальными параметрами для получения максимального положительного эффекта.

Для сравнения проводят определение долговечности в указанных электрохимических условиях анодов, изготовленных по известной технологии. Срок службы анодов, изготовленных по предлагаемому способу, по сравнению с известным, увеличивает в 10 раз. Кроме того, технология предлагаемого способа является значительно более доступной, менее трудоемкой и энергоемкой.

Способ изготовления анода, включающий нанесение на основу активного слоя из порошкового материала и спекание его с основой, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы электрода, используют смесь порошков палладия и двуокиси марганца и ри их массовом соотношении

1: (3 — 5) и спекание ведут импульсными разрядами длительностью 50 — 500 мкс при энергии разряда 4 — 6 Дж при удельном времени обработки 1,5 — 2,0 мин/см с последующей пластической деформацией поверхности при давлении 30 — 50 Н/мм до достижения шероховатости 0,63 — 1,25 мкм.

1411354 > <р

o o o си

o o

О сО Л о а о а Ю сч г л о г г о м сч О о г со л л л л

О Ю М м

С 4 л м о л

СО

СО л

Ю л л

Щ л о

С»!

CO л

Ю а О О со со г л л л

o o o л

QI w к ж

Ю л о и л л л с»4 с»!

4Г1 Л И

О л !

l

4"\ л

I О

1

1 (ч м г1 »о

„о

I Сц

1 л

Ф

Х E

Х О И

О !» Г-

lQ o

Х cd

Р» Х

Ю о д И !

Х

Х

Х л

1 Д Х и о

Ю с»!

С4 4

Q» F)

Q) ф л

I Х 44 а!

Ц ф

1 Ж д

С4 Я с! О

О

Е О

Х

Х

I E

I Ж

1 6<

Х Р»

I С .4 О

1 И Е

I о с х

QJ Х

Х о д

4 о

O O

I Х х л о Х с! Х

Х . О

O O

ХДХХ о !. Х х

С4 О I-4

Q! 0 Cd

Е1 E" Х

QI IQ л

О О Хи

Х Х Е

Д Х Е» О

7. О

QJ cU 4o Х

Х С45

Г 1

Х

Х

Х

Э

O и

Х О

Е»

О Х

O QI

О Х

Ц

Э О

Б Р

Р 1»

O Х

О Х

О O О О О О О O О О О О б Ф 4 О с4 М ь 1 Ю

О - с»! М 1 сч м - ill о л со (л - - - 1