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Elektrode In der chlorherstellenden und chlorverarbeitenden Industrie,
bei der Meerwasseraufbereitung, beim kathodischen Schutz und insbesondere in der
Galvanotechnik sind seit einigen Jahren Elektroden bekannt, deren Trägerkörper bzw.
Kern zumindest an der Oberfläche aus-Titan oder solchen Titanlegierungen, deren
anodische Polarisationseigenschaften denen des reinen Titan vergleichbar sind, beispielsweise
aus einer Titanlegierung mit 5 ß Zirkonium besteht und mit einem Edelmetall der
UIII. Gruppe des-Periodischen Systems, insbesondere Platin, und deren Legierungen,
insbesondere Legierungen zweier Metalle dieser Gruppe mindestens teilweise überzogen
ist. Anstelle der Platinmetalle und ihrer Legierungen können als Deckschichten auf
diesen Elektroden auch beispielsweise Wolframcarbid oder Nickel, je nach dem späteren
Verwendungszweck der Elektroden aufgebracht sein. Elektroden der beschriebenen Art
mit einem Trägerkörper aus Titan oder einer Titanlegierung in Kombination mit Edelmetallen
der VIII. Gruppe des Periodischen Systems oder deren Legierungen beschreibt beispielsweise
die österreichische Patentschrift 217 451.
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Bei der Herstellung dieser bekannten Elektroden, die
sich
für die verschiedensten Verwendungszwecke außerordentlich bewährt haben, werden
neben Titan in handelsüblicher Reinheit auch Titanlegierungen eingesetzt, die neben
anderen Verunreinigungen häufig bis zu maximal 6 % Aluminium enthalten. Die Zugabe
des Aluminiums in vergleichsweise kleinen Mengen erfolgt, um die an sich schwere
Verarbeitbarkeit von Reintitan zu verbessern. Legierungen mit höheren Gehalten an
Aluminium fanden bisher noch keine Verwendung bei der Herstellung dieser speziellen
Elektrodenart. Dem Fachmann ist es darüberhinaus bekannt, daß die bisher bekannten
Titanlegierungen bei ihrer Verwendung als Träger für Elektroden Nachteile insofern
haben, als sie sehr leicht störende Oxydschichten bilden, die den Ohmschen Widerstand
qer Elektroden erhöhen.
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Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Elektroden mit einem Trägerkörper
bzw., einem Kern aus Titanlegierungen mit einem höheren Genalt an Aluminium besondere
Vorteile bringen, und zwar dann> wenn sogenanntes Titanaluminium verwendet wird,
sie es üblicherweise ls Vorlegierung für titanhaltige Aluminiumlegierungen eingesetzt
wird. Dieses Ergebnis war für den Fachmann nicht ohne weiteres vorauszusehen, vielmehr
mußte er annehmen, daß durch den höheren Aluminiumanteil eher unerwünschte Nebenerscheinungen
bei den elektrochemischen Prozessen auftreten würden.
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Gegenstand der Erfindung ist somit eine plattierte Elektrode mit einem
aus einer Titanlegierung bestehenden Kern und einer Oberflächendeckschicht aus einem
Edelmetall oder einer Legierung von Edelmetallen der VIII. Gruppe des Periodischen
Systems bzw. einer Oberflächendeckschichk aus Nickel oder Wolframcarbid, dadurch
geRennseichnet,-da3 mindestens die Oberfläche des Elektrodenkernes aus einer Titan-Aluminium-Legierung
mit lo bis 6o Gew.-%, vorzugs-
weise 20 bis 50 Gew.-, insbesondere
25 bis 35 Gew.-Aluminium und Rest Titan neben üblichen Verunreinigungen besteht.
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Die Elektroden gemäß der Erfindung können für die gleichen Zwecke
verwendet werden, wie die bisher üblichen plattierten Titanelektroden, insbesondere
auch bei der Durchführung von Elektrolysen in chlorionenhaltigen Elektrolyten. Gegenüber
den bisher bekannten Elektroden haben sie aber den großen Vorteil, daß sie nicht
nur billiger in der Herstellung sind; denn Titanaluminium ist gegenüber Reintitan
und.auch gegenüber den für Elektroden bisher eingesetzten Legierungen auf Titanbasis
mit beispielsweise Zirkonium als Legierungskomponente auch schon preislich wesentlich
günstiger. Hinzu kommt aber, daß das zur Anwendung kommende Titanaluminium spezirisch
leichter ist als die bisher verwendeten Titanlegierungen; denn beispielsweise hat
eine Titanlegierung mit 50 Gew.-,sS Aluminium eine Dichte von 5,7 g/cm3, die für
Elektroden bisher verwendeten Titanlegierungen aber Dichten-von etwa 4,5 g/cm3*
Die neuen Elektroden haDen aber noch weitere Vorteile.
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So ist es besonders günstig, daß sich auf Titaniuminlum bei erhöhten
Temperaturen nur äußerst geringe und im allgemeinen nicht störende Titanoxydschichten
bilden.
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Weiterhin ist Titanaluminium sehr spröde, so daß es zu Pulver beliebiger
Korngröße gemahlen und anschließend durch Sintern in beliebige Formen gebracht werden
kann, was selbstverständlich vom Elektrodenhersteller sehr begrüßt wird, vor allem
auch deshalb, weil gesinterte Elektroden nicht nur für die für Titanelektroden bisher
üblichen Verwendungszwecke, wie Elitrolysen und kathodischen Schutz eingesetzt werden
können, sonder auch
in Brennstoffzellen Verwendung finden können.
Speziell das letztgenannte Anwendungsgebiet ist für die neuen Elektroden besonders
interessant, weil bei Brennstoffelementen poröse oder gesinterte Werkstoffe mit
genau bestimmbarem Porenvolumen erforderlich sind.
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Bei den Elektroden gemäß der Er-findung kann der Kern entweder ganz
oder teilweise, d.h. an der Oberfläche aus den beschriebenen Titan-Aluminium-Legierun,gen
bestehen.
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Er wird dann je nach dem späteren Verwendungszweck in an sich bekannter
Weise mit einem Platinmetall oder einer Legierung mit Platinmetallen, mit Nickel
oder Wolframcarbid überzogen, wobei diese Deckschichten auf den Kern nach beliebigen
Verfahren, beispielsweise galvanwi$ch oder durch Hochvakuumbedampfung aufgebracht
werden können.