Вентильные металлы

Одним из известнейших анодных материалов подобного рода является платинированный титан. О применении платиновых покрытий па так называемых вентильных металлах упоминалось еще в 1913 г. [18]. Титан представляет собой легкий металл (плотность 4,5 г см- ), способный к анодной пассивации. Пассивный слой при действующих напряжениях до 12 В практически может считаться электрически изд- [c.204]

Платина на других вентильных металлах применяется предпочтительно там, где низкий критический потенциал пробоя титана вызывает неприемлемые ограничения его применимости. При катодной защите для этого могут иметься несколько причин. В случае хорошо проводящих сред можно без затруднений использовать высокие плотности анодного тока —в среднем около 600—800 А-м- , а иногда до 10 А-м- и более. В плохо проводящих средах, например в пресной воде, допустимое действующее напряжение может оказаться недостаточным для обеспечения экономичной катодной защиты с применением платинирован- [c.205]

Покрытия иридия на вентильных металлах целесообразны в тех случаях, когда нри повышенной температуре или критическом составе среды скорость коррозии платины получается слишком большой. Впрочем, обычно ограничиваются применением платиноиридиевого сплава, содержащего около 30 % 1г поскольку покрытие вентильных металлов чистым иридием в технологическом отношении гораздо более сложно. По той же причине не нашли распространения и другие благородные металлы, например родий [211. Цены платины и иридия в настоящее время уже существенно не различаются. [c.206]

Известны химические, гальванические и термические способы получения композиционных анодов. Наиболее технологичным является термический метод, который позволяет широко варьировать состав и свойства активного слоя и обеспечивает хорошую адгезию к металлу подложки. По этому методу на токопроводящую основу анода наносится раствор или суспензия, содержащие компоненты активного слоя в виде солей, а затем нагревается, как правило, до 400—500 °С. Многократным повторением этой операции добиваются получения активного слоя нужной толщины. В качестве подложки обычно используют вентильные металлы тантал, цирконий, ниобий, чаще всего титан. [c.52]

Предложена (яп. пат. 108888) мембрана, отделяемая от электродов промежуточными, хорошо проницаемыми для газа диафрагмами с пористостью до 90%. Диафрагма изготовляется из оксидов, гидроксидов, нитридов, карбидов Ti, Zr, Nb, Та, Мп, Mo, Sn, Pb, W, Bi. По мнению авторов (яп. пат. 23076), пористый слой между мембраной и электродами предотвращает контакт мембраны с выделяющимися хлором и водородом, что приводит к снижению напряжения на ванне. Пористый слой со стороны анода делается из вентильного металла с более высоким перенапряжением хлора, чем на аноде, с катодной стороны — пористый слой из металлов с более высоким перенапряжением водорода, чем на катоде. [c.82]

Основное свойство поверхностных пленок на вентильных металлах — высокое сопротивление анодному и несколько меньшее — катодному току. Запирание тока при анодной поляризации происходит вследствие обеднения слоя оксида, являющегося полупроводником /г-типа, основными носителями — электронами. [c.7]

Механизм процесса формирования пленок связан с явлением электрохимического окисления вентильных металлов в электролите в сочетании с злектроразрядными явлениями на границе металл - электролит. [c.123]

Композиционными можно назвать аноды, активный слой которых состоит из оксидов двух или более металлов и нанесен на токопроводящую основу. В качестве последней используют вентильные металлы (титан, тантал, цирконий, ниобий, а иногда, и графит). В промышленных электролизерах применяют аноды с основой из титана, наиболее дешевого и доступного из вентильных металлов. [c.30]

Возникновению или увеличению ионного тока, вызывающего дальнейшее окисление титановой основы, способствует создание более высокой напряженности поля. Кислород для процесса окисления поставляется из воды, взаимодействие с которой для вентильных металлов протекает достаточно быстро. Таким образом, среди множества условий, в которых наблюдается рост сопротивления в такте титан-активное покрытие, можно выделить два обязательных условия [c.15]

В общем случае электрод при высоких анодных потенциалах покрыт полупроводниковой окисной пленкой, роль которой в электрохимическом процессе не ограничивается только ролью лучшего или худшего переносчика зарядов. Окисная пленка с внедренными в нее анионными радикальными остатками и катионами играет активную роль каталитической поверхности, свойства которой часто определяют направленность процесса. Хорошо известны факты, когда некоторые процессы синтеза идут на платине и не протекают на двуокиси свинца и золоте, и наоборот [2]. Как правило, на благородных металлах, в том числе и платине, образуются хорошо проводящие окисные пленки, падением потенциала в которых можно пренебречь. Существует, однако, целый ряд металлов (Ag, N1, Си), вентильные металлы (Та, Т1 и др.), на которых при анодной поляризации возникают окисные пленки с очень малой проводимостью, в которых локализуется значительная часть приложенного скачка потенциала. Наиболее плодотворным методом изучения строения границы фаз и распределения скачка потенциала в таких системах является сочетание фотоэлектрохимического метода с методом измерения импеданса [3, 4]. [c.133]

Титан имеет хорошие характеристики вентильного металла, которые в сочетании с его достаточно низкой (4, 5) удельной массой, высокой точкой плавления (1688 °С), достаточно низким удельным сопротивлением (47,8 мкСи см) и хорошими металлическими характеристиками, а также с его относительным обилием (в 2000 раз больше тантала) и приемлемой продажной ценой превращают титан в почти идеальный материал для анодов постоянных размеров. [c.18]

Байрачный Б. И., Андрющенко Ф. К- Электрохимия вентильных металлов. Харьков Вища школа. 1985. 143 с. [c.443]

Это общее утверждение впрочем не означает, что сплавы со сте-хиометрической потерей материала от коррозии совершенно непригодны для изготовления заземлителей на станциях катодной защиты. Иногда в качестве материала для анодных заземлителей применяют даже железный лом кроме того, при электролитической обработке воды используют алюминиевые аноды (см. раздел 21.3). Цинковые сплавы находят применение как материал для анодов лри электролитическом травлении для удаления ржавчины, чтобы предотвратить образование гремучего хлорного газа на аноде. Для внутренней защиты резервуаров при очень низкой электропроводности содержащейся в них воды на магниевые протекторы иногда накладывают ток от внешнего источника с целью увеличить токоотдачу (в амперах) (см. раздел 21.1). По так называемому способу Кателько наряду с алюминиевыми анодами (протекторами) намеренно устанавливают медные, чтобы наряду с защитой от коррозии обеспечить также и предотвращение обрастания благодаря внедрению токсичных соединений меди в поверхностный слой. Впрочем, все такие области применения являются сугубо специальными. На практике число материалов, пригодных для изготовления анодных заземлителей, сравнительно ограничено. В основном могут применяться следующие материалы графит, магнетит, ферросилид с различными добавками, сплавы свинца с серебром, а также так называемые вентильные металлы с покрытиями из благородных металлов, например платины. Вентильными называют металлы с пассивными поверхностными слоями, не имеющими электронной проводимости и сохраняющими стойкость даже при очень положительных потенциалах, например титан, ниобий, тантал и вольфрам. [c.198]

Недавно разработанные (преимущественно для электрохимических технологических процессов) аноды с поверхностными слоями из окиси металла на вентильном металле, имеющими электронную проводимость, для техники катодной защиты пока не имеют практического значения. По-видимому, это обусловливается тем, что они в большинстве случаев рассчитаны на сравнительно низкие напряжения. При существенно более высоких действующих напряжениях в системах катодной защиты происходит превышение потенциала электрической прочности (потенциала пробоя), вследствие чего начинается анодная транспассивная коррозия (см. раздел 2.3.1.2). Так называемые аноды стабильных размеров (ОЗА), имеющие активную поверхность пз окислов рутения или титана (КиОг, ТЮг) образуют в средах с низким содержанием хлоридов при действующих напряжениях, превышающих примерно 1,4 В, все большее количество ионов ЕиО , отводимых в окружающую среду, что влечет за собой быстрое расходование покрытия КиОа. Другие анодные заземлители такого рода имеют лишь тонкие покрытия, выдерживающие незначительную механическую нагрузку, и для работы в трудных практических условиях часто оказываются непригодными. Их стойкость (срок службы порядка нескольких тысяч часов) для систем катодной защиты тоже слишком мала. Однако в особых случаях, например для внутренней защиты резевуаров при наличии специальных сред, такие аноды могут оказаться пригодными. [c.199]

Для водных сред, например для защиты подводных стальных конструкций и сооружений в прибрежном шельфе, а также для внутренней защиты резервуаров, тоже применяют в основном цилиндрические аноды, конструкция которых описана в разделе 8.5.1. Кроме таких материалов как графит, магнетит и ферросилид, дополнительно используют еще и аноды из сплавов свинца с серебром, а также платинированный титан, ниобий или тантал. Впрочем, такие аноды обычно выполняют не сплошными, а в форме труб. В конструкциях из сплавов свинца с серебром это делают ввиду большой массы анодов и сравнительно малой плотности анодного тока в случае платинированных вентильных металлов коррозионному износу и без того подвергается только платиновое покрытие. К тому же трубчатая форма позволяет получить большую площадь поверхности и тем самым больший анодный ток. На подсоединения анодоа из сплавов свинца с серебром распространяются рекомендации, приведенные в разделе 8.5.1. Однако можно припаивать кабель и непосредственно к материалу анодов при помощи мягкого припоя, если обеспечена особо эффективная разгрузка кабеля от растягивающих напряжений. В случае титана это невозможно. Такие аноды должны быть снабжены (в отдельных случаях тоже привариваемым) резьбовым соединением, изготовленным также из титана. В этом случае кабель свинчивается с кабельным наконечником, который тоже может быть изготовлен из титана. Все соединение окончательно заливается литой смолой. Иногда и всю трубу заполняют подходящей заливочной массой. Ввиду плохой электропроводности титана целесообразно в случае сравнительно длинных анодов с большой нагрузкой осуществлять подвод тока параллельно на обоих концах. [c.210]

Исследования проводились, в частности, на пассивирующих слоях, образующихся на железе и никеле, и на стекловидных окисных пленках, образующихся на алюминии и вентильных металлах. Исследование последних металлов существенно для определения емкостных сюйств алюминия и тантала, а изучение п фкония важно в связи с коррозией в трубах для ядерных реакторов. [c.431]

Материал катода ингибирует реакцию восстановления. Такими катодами являются катоды из магнетита, диоксида марганца. Аналогичен механизм катодного процесса на электроде, разработанном японскими исследователями (яп. пат. 22556). На основу из вентильного металла наносится слой оксидов металлов платиновой группы, который сверху покрывается оксидами Са, Mg, 5г, Ва, 2п, Сг, Мо, Именно второй слой ингибирует восстановительные реакции. Катод имеет низкое перенапряжение водорода и может применяться в хлоратных электролизерах. Для гипохлоритиых электролизеров предложен катод, состоящий из стальной основы, покрытой смесью электропроводящих оксидов хрома и молибдена, взятых в атомном соотношении (а. с. СССР 899720). [c.26]

При анодной поляризации вследствие окисления растет толщина оксидной пленки, всегда покрывающей поверхность вентильных металлов, а вместе с ней возрастает переходное сопротивление на границе металл—диоксид. Для предотвращения окисления металла основы при длительной эксплз ата-ции и повышения электрохимической активности анода перед осаждением диоксида свинца на металл основы наносят тонкий слой благородных металлов или их оксидов (а. с. СССР 460886), графита (а. с. СССР 148792, 572535), карбида металла подложки (а. с. СССР 572535), карбида, борида, силицида -металла 4, 5 и 6 групп периодической системы (пат. США 3880728), смеси оксидов олова и сурьмы (фр. пат. 2336976 пат. США 645014). [c.18]

В 1911 г. Р. Стевенс описал сложный анод,составленный из вольфрама или тантала с гальваническим по1фытием из пластины. Как вольфрам, так и тайтал принадлежат к группе так наяывяАмтг вентильных металлов, название которых произошло от специфического выпрямления тока в слое оксида, образущегося на данных металлах в условиях анодной поляризации. [c.17]

Помимо полупроводников с чисто электронным характером проводимости, подобно рассмотренным выше, представляют интерес и материалы со смешанной (электронной и ионной) проводимостью, как например, окисные пленки на тантале, цирконии и других так называемых вентильных металлах, которые используются для изготовления электролитических конденсаторов. Электрохимические свойства таких систехМ были исследованы П. Д. Луковцевым. [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология