關于鈦陽極

更新時間:2015-12-16 14:37:36    來源:互聯網

什么是鈦陽極?
鈦陽極全稱叫鈦基金屬氧化物涂層鈦陽極(MMO)。也叫KSA陽極。(尺寸形狀穩定型陽極)。它以鈦為基板,在鈦基板上刷涂貴金屬涂層,使其具有良好的電催化活性及導電性。
鈦陽極分類:
按照在電化學反應中陽極析出氣體來區分,析出氯氣的稱析氯陽極,如釕系涂層鈦電極:析出氧化的稱為析氧陽極,如銥系涂層鈦電極和白金鈦網/板。
析氯陽極(釕系涂層鈦極):電解液中氯離子含量高:一般在鹽酸環境及電解海水,電解食鹽水環境。對應我公司產品為釕銥鈦陽極,釕銥錫鈦陽極。
析氧陽極(銥系涂層鈦電極):電解液一般為硫酸環境。對應我公司產品為銥鉭陽極,銥鉭錫陽極,高銥陽極。
鍍鉑陽極(白金鈦網/白金鈦板):鈦為基材。表面鍍上貴金屬鉑,鍍層厚度一般為1-5um(微米)。白金鈦網網孔規格一般為12.7*4.5mm或6*3.5mm.
陽極的選擇:
如果客戶不清楚應該用什么陽極,我們就需要客戶提供陽極工作的環境及介質:
1、每平方米的電流密度.(單個陽極所承載的電流強度除以電極表面積)
2、溫度.
3、PH值.
4、溶液的成分構成及比例.
5、生產的產品或用途等.
 
鈦陽極上金屬氧化物涂層的作用是什么?
通過覆蓋不同的涂層,增強導電性能及電催化活性,促進電解反應過程及延長陽極在不同使用環境下的使用壽命,達到預期的使用效果。
鈦陽極上金屬氧化物涂層的厚度問題:
起電化催化反應的主要是涂層中的貴金屬,只有貴金屬含量達到使用要求才能保證陽極產品的正常工作.厚度只是一個表象,主要由刷涂的遍數和溶劑的濃度決定,和貴金屬含量含量的多少沒有直接聯系,過厚的涂層反倒更容易脫落。
什么叫陽極鈍化?
什么是金屬的鈍化現象?把鐵絲浸在稀硝酸中時,鐵絲很快就會溶解,但吧鐵絲放在濃硝酸中時鐵絲的溶解現象幾乎完全停止了.這時如果把鐵絲重放回稀硝酸中,鐵絲已不再溶解,用肉眼甚至用顯微鏡觀察也看不出鐵絲表面有什么變化,人們認為鐵絲這時處于鈍化狀態.
陽極在電角運轉過程中,工作壽命有一定的期限.當電壓升的很高,實際上沒有電流通過時,陽極便失去作用,這種現象稱為陽極鈍化.
陽極使用壽命的影響因素主要有哪些:
1、電流密度:電流密度和陽極壽命成反比.電流越大,陽極使用壽命越短.我公司陽極設計電流密度為2000A/M2內.建議電流密度不要超過2000A/M2.另外盡量避免電流忽大忽小.
2、鈦基材:陽極的基材一般選用純鈦,且要求在TA1的材質以上,若使用的基材純度不夠,耐腐蝕性能就會大打折扣,對陽極的使用壽命有很大影響.
3、電解液:電解液中禁止含有氟離子,氰基離子和硫離子,如有對陽極的壽命影響也比較大.電解液中氯離子含量應控制在200PPM以內.
4、倒極:倒極是陽極修復時時常采用的一種方式,可以使已經鈍化的舊涂層從基體表面脫落.所以在使用中禁止到極.
5、頻繁斷電:在沒有電流通過的情況下,涂層在溶液中長時間浸泡會受到很大損害.所以在陽極不工作的時候最好通以很小的電流,維持回路的產生,.長時間不用的時候,將陽極從液體中取出,用清水沖洗干凈,晾干存放.
6、人為損傷:陽極表面不能有硬傷,如果部分涂層受損,即使是很小的一道劃傷,也會使陽極迅速被腐蝕\鈍化,最后導致失效.所以在安裝及使用陽極中要輕拿輕放,避免磕碰.
7、短路.禁止在通電情況下的陰陽極接觸.短路造成的瞬間電流非常大,可燒毀極板.
8、溫度:溫度和陽極壽命也成反比關系,我公司設計陽極設計溫度為40-60度,.建議溫度不要超過60度.
鈦陽極的優點(和鉛陽極,鉛錫陽極對比):
1、尺寸穩定(基體不溶解),極間距不變化,可保證槽電壓穩定.
2、工作電壓低,電能消耗少,比鉛陽極節電20%.
3、陰極產物純度高.
4、不會產生陽極泥,不污染槽體.
5、重量輕,可降低勞動強度.
6、基體可反復使用.
    鈦陽極在電鍍行業的應用
電鍍的定義:就是利用電解原理在某些金屬表面上鍍一薄層其它金屬或合金的過程,一般情況下,鍍層金屬做陽極,被氧化成陽離子進入電鍍液:待鍍的金屬制品做陰極,鍍層金屬的陽離子在金屬表面還原形鍍層.一般需要含鍍層陽離子的溶液做電鍍液,以保持鍍層金屬陽離子的濃度不變.
電鍍的目的:是在基材上鍍上金屬鍍層,改變基材表面性質或尺寸,電鍍能增金屬的抗腐蝕性(鍍層金屬多采用耐腐蝕的金屬)增加硬度、防止磨耗、提高導電性、潤滑性、耐熱性、和表面美觀。鍍三價格自燃界鉻主要以三價鉻和六價鉻的形式存在。三價鉻是人體必需的微量元素:六價鉻則是明確的有害元素,美國環境保護局(EPA)將六價鉻確定為17種高度危險的毒性物質之一。六價鉻化合物口服致死量1.5 g左右,水中六價鉻含量超過0.1mg/L就會中毒我國為防止鉻的危害,規定生活飲水中六價鉻的水平就低于0.05mg/L:工業廢水排放標準中六價鉻為第一類污染物,其中水平必須低于0.5mg/L.歐盟\日本及北美各國則限期使用及取代嚴重污染環境的六價鉻電鍍,并禁止六價鉻電鍍產品進入其市場,實現清潔生產,保護環境和人類,并且三價鉻的廢水處理費用只有六價鉻的20%左右.
三價鉻電鉻珍有白亮的顏色,硬度很高而且機械性能優良,它的分散性能和覆蓋能力都遠遠高于六價鉻,同樣的電流密底情況下它沉積速度是六價鉻電鍍的兩倍,電流效率也很高等優點.不過,三價鉻電鍍最主要的優點是它的毒性只有六價鉻的100分之一,百且易于處理,是一種代替廣泛使用但嚴重污染環境的六價鉻電鍍的最具有前途的電鍍工藝之一.如前所述,發達國家已經決定減少六價鉻電鍍直至完全取消,就是因為有三介鉻電鍍等環保型的新工藝技術.
但是,三價鉻電鍍也存在著一些問題,主要是由于它的雜質容忍性很低,從百造成它的穩定性不好.有時會影響鍍層的質量,以至完全不能鍍出合格的產品.
其次,三價鉻的鍍層厚度很難超過5微米,硬度達不到六價鉻的標準,一般作為裝飾性鍍層.三價鉻電鍍工藝主要有氯化物體系和硫酸鹽體系.
鍍鉻:
鍍鉻層的種類有:
1、防護裝飾性鍍鉻,可以防止基體金屬銹蝕,且具有裝飾性光亮外觀,廣泛用于汽車\自行車\縫紉機\鐘表\儀器\日用五金等零件上:
2、硬鉻(耐磨鉻),機械零件鍍硬鉻,可提高耐磨性延長使用壽命:
3、乳白鉻鍍層,乳白鍍鉻層孔隙很小,抗蝕性能好,而硬鉻稍低,在乳白鉻鍍層上加鍍光亮耐磨鉻鍍層,既能提高抗蝕性能又達到耐磨目的,稱為防護耐磨雙層鉻鍍層,在飛\船舶零件及槍炮內膛上得到廣泛應用.
4、松孔鍍鉻層.
5、黑鉻鍍層等.
鍍鉻時使用的陽極材料有DSA鈦陽極(貴金屬氧化涂層鈦陽極)\pbsn(鉛錫)\石墨\鈦基二氧化鉛電極,這些材料都有能力把鉻離子氧化成鉻酸離子,而使用不溶性鈦陽極時,陽極的氧化過電位比鉛電極約低450mv,節約電能消耗.同時鈦陽極可以大電流密度運行,使用壽命長,鉻鍍層與基體結合牢固,表面光亮潔凈.
鍍銠:
鍍銠層呈銀白色.到目前鍍銠工藝絕大多數采用硫酸銠鍍液,主要用于首飾行業\用于滑動旋轉接觸件\印刷線路開關\通訊設備以及高頻開關元件上.含有有硒酸的鍍銠液和含有氨基磺酸鎂瓣鍍銠液,一般工業上要求銠鍍層厚度為0.1-0.2um.鍍銠工藝中,可以使用鉑\鈦基鍍鉑以及DSA涂層鈦陽極.
鍍鈀:
鍍鈀呈銀白色,20世紀70年代,在電子工業中,以鈀代替金的電鍍工藝得到飛速發展.鍍鈀液最常用的是氨性體系,鈀以氨鉻合物的形式存在.一般鈀鍍層較易獲得,但往往容易產生裂紋,因為在電積鈀的電位范圍內,氫往往產生共同電積現象,使鈀鍍層吸氫,在放置過程中氫氣慢慢會釋放出去,開成績層的裂紋.鍍鈀的陽極可使用純鉑\鈦基鍍鉑\DSA鈦陽極.
鍍金:
目前使用的鍍金溶液有氰化物鍍金液和無氰化物鍍金液..鍍金陽極原來使用純金\鉑\鈦\基鍍鉑\,但鉑\鈦基鍍鉑電極價格貴,同時DSA鈦陽極使用壽命長于鈦鍍鉑陽極,真正稱得上物美價廉。
鍍釕:
釕的硬度高、耐磨、鍍釕用于電接點代替價格貴的鍍銠是很有意義的。但是,國內直到最近,其應用仍然很少。鍍釕陽極使用鉑、鈦基鍍鉑、DSA涂層鈦陽極。
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