DE2037346A1

DE2037346A1 - Aluminium anodising cell - with dividing ceramic membrane formed by wall of separate inner vessel

Info

Publication number: DE2037346A1
Application number: DE19702037346
Authority: DE
Inventors: Lothar 7521 Helmsheim Grunwald
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-07-23
Filing date: 1970-07-23
Publication date: 1972-02-03

Abstract

A container for an electrolytic cell contg. separate anode and cathode solns., has a vessel inside the container, to hold one of these solns. The vessel is of ceramic material, one of its walls constituting the diaphragm between the soln., while the other walls and floor are faced with a gas-sealing layer. The arrangement permits heating and cooling of the electrolyte, e.g. to regulate anodising of an aluminium surface, without stressing the ceramic membrane. The gas sealing layer is pref. an external coating of PVC.

Description

Gefäß zur Aufnahme von flüssigen Elektrolyten Die Erfindung bezieht sich auf ein Gefäß zur Aufnahme von flüssigen Elektrolyten, insbesondere für elektrolytische Bäder, mit einer Anodenlösung, einer Kathodenlösung und einem beide Lösungen trennenden Diaphragma.Vessel for holding liquid electrolytes The invention relates on a vessel for holding liquid electrolytes, especially for electrolytic Baths, with an anode solution, a cathode solution and a solution separating the two Diaphragm.

Derartige Aufbauformen werden z. B. in anlagen zum elektrolytischen Aufrauhen von Aluminiumoberflächen verwendet. Dabei wird als Elektrolyt beispielsweise Eisen-3-Chlorid in salzsaurer Lösung verwendet. Der diesen Elektrolyten enthaltende Anodenraum nimt das als Anode geschaltete Aluminiumwerkstück auf und ist durch das Diaphragma von dem Salzsäure enthaltenden kathodenraum, der eine chemisch inerte Kathode aufweist, getrennt. Das während des Aufrauhens im Anodenraum entstehen HiQen-2-Chlorid wird dabei kontinuierlich zu Eisen-3-Chlorid rückoxydiert.Such structures are z. B. in systems for electrolytic Used to roughen aluminum surfaces. It is used as an electrolyte, for example Iron-3-chloride used in hydrochloric acid solution. The one containing this electrolyte The anode compartment accommodates the aluminum workpiece connected as the anode and is through the Diaphragm of the cathode compartment containing hydrochloric acid, which is chemically inert Having cathode, separated. HiQen-2 chloride is created during roughening in the anode compartment is continuously reoxidized to iron-3-chloride.

Da die Rauhtiefe des als Anode geschalteten Werkstückes von der Temperatur des Elektrolyten abhängt, sind häufig Heiz- und Kühlvorrichtungen vorgesehen, mit denen der Elektrolyt auf unterschiedliche Temperaturen zur Erzielung unterschiedlicher Rauhtiefen gebracht erden kann.Since the surface roughness of the workpiece connected as anode depends on the temperature Depending on the electrolyte, heating and cooling devices are often provided with those of the electrolyte at different temperatures to achieve different Roughness can be brought to earth.

Bei einer bekannten Aufbauform ist das Diaphragma nach Art eine@ Platte gefertigt, die gegenüber der Gefäßwand starr gehaltert ist. Da nun die Materialien des Gefäßes und des Diaphragmas unterschiedliche Wärmekapazitäten und unterschiedliche Äusdehnungskoeffizienten haben,tritt bei Temperaturwechsel eine starke Belastung, namentlich an Teilen des z. B. aus poröser Keramik bestehenden Diaphragmas, auf. Die Belastung führt häufig zur Zerstörung des Diapnragmas.In a known design, the diaphragm is like a plate manufactured, which is held rigidly against the vessel wall. Now there are the materials of the vessel and the diaphragm have different heat capacities and different Expansion coefficient occurs when there is a change in temperature heavy load, especially on parts of the z. B. made of porous ceramic Diaphragms. The stress often leads to the destruction of the diapnragma.

Zur Vermeidung dieses Mangels ist erfindungsgemäß ein innerhalb des Gefäßes angeordneter, eine der Lösungen enthaltender Behälter aus keramischem Material vorgesehen, dessen eine Seitenwand das Diaphragma bildet und dessen übrige Seiten- und Bodenflächen zumindest einseitig mit einer gasdichten Schicht versehen sind. Bei auftretenden Temperaturwechseln kann der Behälter keine schädliche Beanspruchung mehr erleiden, weil die Behälterwandungen aus dem das Diaphragma bildenden Material, insbesondere poröser Keramik, gefertigt sind. Nur eine der Seitenwände bildet das Diaphragma; die übrigen Behälterflächen sind mit einer gasdichten Schicht aus einem Kunststoff, insbesondere Polyvinylchbrid, versehen.To avoid this deficiency, according to the invention, a within the Vessel arranged, one of the solutions containing container made of ceramic material provided, one side wall of which forms the diaphragm and the remaining side wall and bottom surfaces are provided with a gas-tight layer on at least one side. In the event of temperature changes, the container cannot be subjected to any harmful stress suffer more because the container walls are made of the material forming the diaphragm, in particular porous ceramics are made. Only one of the side walls forms this Diaphragm; the remaining container surfaces are made of a gas-tight layer Plastic, in particular polyvinyl hybrid, provided.

Die chicht ist mit besonderem Vorzug an der Außenseite ces iehälters angeordnet. Das Ausgangsmaterial der gasdichten Schicht wird bevorzugt in Form einer flüssigen Lösung auf die Wand des Behälters aufgetragen, worauf der Behälter sodann mit Unterdruck behandelt wird, wobei das Ausgangsmaterial vor dem Erstarren zumindest teilweise in das keramische Material eindringt. Damit ist eine gute Haftung der gasdichten Schicht an den Behälterwänden gewährleistet. Es ist selbstverständlich möglich, den Behälter sowohl innen- als auch außenseitig zu beschichten, wobei auch in diesem Fall eine Behälterseitenwand unbeschichtet bleibt.The layer is particularly advantageous on the outside of the holder arranged. The starting material of the gas tight layer is preferably in the form of a liquid solution is applied to the wall of the container, whereupon the container then is treated with negative pressure, the starting material at least before solidification partially penetrates the ceramic material. This is a good adhesion of the guaranteed gas-tight layer on the container walls. It goes without saying possible to coat the container on the inside as well as on the outside, whereby also in this case a container side wall remains uncoated.

Anhand der Zeichnun ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.An exemplary embodiment of the invention is described with reference to the drawing and how it works.

Die Fi'. 1 zeigt schematisch ein Gefäß zur Aufnahme von flüssigen Elektrolyten und in diesem Gefäß einen Behälter mit einem Diaphragma.The Fi '. 1 shows schematically a vessel for holding liquids Electrolytes and in this vessel a container with a diaphragm.

Die Fig. 2 zeigt eine Perspektivdarstellung eines in dem Gefäß angeordneten Behälters.Fig. 2 shows a perspective view of a arranged in the vessel Container.

Das in fig. 1 dargestellte Gefäß 1 nimmt einen Elektrolyten 2 auf, mit dem ein als Anode 3 geschaltetes Aluminiumwerkstück elektrolytisch aufgerauht werden kann. Der die Anode 5 enthaltende Anodenraum 7a ist durch ein Diaphragma 4, welches durch eine Seitenwand eines Behälters 5 gebildet ist, von dem Kathodenraum 6a, der die Kathode 6 enthält, getrennt. Die Kathode besteht aus einem chemisch inerten material, insbesondere Titan oder Graphit. Der Elektroly-t 2 im Kathodenraum 6a besteht aus etwa 10 - 30 %iger Salzsäure, während im Anodenraum 3a der Elektrolyt 2 im wesentlichen aus Salzsäure mit eine Zusatz von Eisen-3-Chlorid besteht Wie die Fig. 2 erkennen läßt, ist innerhalb des Gefäßes 1 der aus keramischen Material bestehende Behälter 5 angeordnet, der vorzugsweise die Kathodenlösung enthält. Nur die Seitenwand 5a des Behälters bildet das Diaphragma. Die übrigen Seitenwände Sb, 5c, 5d und die Bodenfläche 7 sind auf der Innen- und Außenseite des Behälters 5 mit einer gasdichten Schicht 8 versehen. Diese Schicht besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Kunststoff. Als Kunststoff wird bei dem in Betracht gezogenen Elektrolyten Polyvinylchlorid bevorzugt. Es ist selbstverständlich möglich, den Behälter nur einseitig, vorzugsweise außenseitig, zu beschichten. Die das Diaphragma 4 bildende Seitenwand 5a bleibt unbeschichtet.That in fig. 1 shown vessel 1 holds an electrolyte 2, with which an aluminum workpiece connected as anode 3 is electrolytically roughened can be. The anode space 7a containing the anode 5 is surrounded by a diaphragm 4, which is formed by a side wall of a container 5, of the cathode compartment 6a, which contains the cathode 6, separated. The cathode consists of a chemically inert material, especially titanium or graphite. The electrolyte-t 2 in the cathode compartment 6a consists of about 10-30% hydrochloric acid, while the electrolyte in the anode compartment 3a 2 consists essentially of hydrochloric acid with an addition of iron-3-chloride How As can be seen in FIG. 2, inside the vessel 1 is made of ceramic material existing container 5 arranged, which preferably contains the cathode solution. Just the side wall 5a of the container forms the diaphragm. The remaining side walls Sb, 5c, 5d and the bottom surface 7 are on the inside and outside of the container 5 provided with a gas-tight layer 8. This layer consists of the one shown Embodiment made of a plastic. As a plastic is considered in the drawn electrolyte polyvinyl chloride is preferred. It is of course possible to coat the container on one side only, preferably on the outside. The the diaphragm 4 forming side wall 5a remains uncoated.

Zur Herstellung eines in der Fig, 2 dargestellten Behälters ist Cin Verfahren vorteilhaft, bei den das Ausgangsmaterial der gasdichten Schicht in Form einer flüssigen Lösung auf die Wände 5b, 5c, Sd und 7 des Behälters aufgetragen wird und der Behälter 5 sodann mit Unterdruck behandelt wird, wobei das Ausgangsmaterial zumindest teilweise in das keramische Usterial eindringt. Es ist selbstverständlich möglich, die das Diaphragma bildende Seitenwand durch eine Maske abzudecken. Außerdem ist es möglich, den Behälter nach dem Wirbelsinterverfahren zu beschichten. Hierbei wird der Behälter auf eine oberhalb der Schmelztemperatur des Kunststoffes liegende Temperatur erwärmt und sodann in ein aus feinkörnigem Kunststoffpulver bestehendes Wirbelsinterbad getaucht.For the production of a container shown in FIG Cin Method advantageous in which the starting material of the gas-tight layer in the form a liquid solution is applied to the walls 5b, 5c, Sd and 7 of the container is and the container 5 is then treated with negative pressure, the starting material penetrates at least partially into the ceramic usterial. It goes without saying possible to cover the side wall forming the diaphragm with a mask. aside from that it is possible to coat the container using the fluidized bed sintering process. Here the container is set to a temperature above the melting temperature of the plastic Heated temperature and then in a consisting of fine-grained plastic powder Submerged in a vortex sinter bath.

Der eine der Elektrolytenlösungen enthaltende Behälter zeichnet sich durch eine große Lebensdauer selbst bei extrem hohen Temperaturweehselbeanspruchungen aus. Der Behalter ist vergleichsweise einfach zu fertigen. Es treten durch Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre keine Dichtungsprobleme auf.The container containing one of the electrolyte solutions is shown thanks to a long service life even under extremely high temperature fluctuations the end. The container is comparatively easy to manufacture. It occurs through application the teaching according to the invention no sealing problems.

2 Figuren 4 Ansprüche2 figures 4 claims

Claims

Claims 1. Vessel for holding liquid electrolytes, especially for electrolytic baths, with an anode solution, a cathode solution and a diaphragm separating the two solutions, characterized by an inside of the vessel arranged, one of the solutions containing container (2) made of ceramic material, one side wall (5a) of which forms the diaphragm () and the rest of which Side (5b, c, d) and bottom surfaces (7) at least on one side with a gas-tight layer (8) are provided.

2. Gefä '. £ according to claim 1, characterized in that da.S the gas-tight Layer (8) made of a plastic, in particular PVG, be available.

3. A vessel according to claim 1 or 2, characterized in that the Layer (8) is arranged on the outside of the container.

4. A method for producing a vessel according to any one of the claims 1 to 3, characterized in that the starting material of the gas-tight layer (8) in the form of a liquid solution on the walls (5a, b, c; 7) of the container (2) is applied and the container (2) is then treated with negative pressure, wherein the starting material before solidification at least partially into the ceramic material penetrates.

L e r s e i t e