DE2048600B2 - Process for improving and maintaining the anode activity in electrodeposition - Google Patents
Process for improving and maintaining the anode activity in electrodepositionInfo
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Description
Die trfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung und Aufrechterhaltung er Anodenaktivität bei der elektrolytischen Metallabscheidung mit Hilfe eines auf die Anodenfläche einwirkenden reibenden Mittels. Die zunehmende Verringerung der Anodenaktivität bei derartigen Prozessen beruht im allgemeinen auf der Bildung einer Oxidschicht oder eines Überzugs aus einem anderen Material auf der Anodenfläche, welche zu einer Vergrößerung des elektrischen Widerstands des Systems führt. Diese Schicht kann an reaktionsfähigen Substanzen, die die Auflösung der Anode unterstützen, verarmen oder aber mit Nebenprodukten der Reaktion soweit angereichert werden, daß dadurch die Auflösung der Anode behindert wird. Es kann auch manchmal zur Ausbildung einer Raumladung durch eine Schicht kommen, die an den Metallionen der Anode konzentriert ist. Auch kann die Ursache die Inaktivität des Anodenmaterials sein. Bei manchen Fällen zeigf sich das Problem durch ungleichmäßige Auflösung oder Aktivität der Anode.The finding concerns a method for improvement and maintaining the anode activity in the electrodeposition with the aid a rubbing agent acting on the anode surface. The increasing decrease in anode activity such processes are generally based on the formation of an oxide layer or one Coating of a different material on the anode surface, which leads to an increase in the electrical resistance of the system leads. This layer can be made of reactive substances that affect the Support the dissolution of the anode, deplete it or enrich it with by-products of the reaction that this hampers the dissolution of the anode. It can also be used at times Formation of a space charge coming through a layer that is concentrated on the metal ions of the anode is. The cause can also be the inactivity of the anode material. In some cases show the problem is caused by uneven dissolution or activity of the anode.
Bisher hat man die Lösung dieses Problems durch Anwendung eines komplexbildenden Stoffs (aktive Anionen) zur Unterstützung der Auflösung der Anoden versucht. Viele dieser Substanzen sind jedoch korrosiv, und viele setzen die Stromausbeutc wesentlich herab. Auch kommt es bei vielen Substanzen zu einer Zersetzung im Laufe der Zeit, insbesondere bei höheren Temperaturen. Höhere Temperaturen und höhere Rührgeschwindigkeiten für den Elektrolyten wurden ebenfalls versucht. Dabei treten wieder neue Probleme auf, und zwar Verdampfen des Elektrolyten, wobei aber nicht das anstehende Problem gelöst wird. Auch mit der Vergrößerung des Elektrodenverhältnisses kam man nicht weiter, denn damit wird zwar die Wahrscheinlichkeit der Polarisation verringert, jedoch scheiden solche konstruktiven Möglichkeiten in der Großindustrie wegen des erforderlichen Irtvestitions- und Raumbedarfs aus.So far, the solution to this problem has been through the use of a complex-forming substance (active Anions) to help dissolve the anodes. However, many of these substances are corrosive, and many of them reduce the current yield considerably. It also occurs with many substances decomposition over time, especially at elevated temperatures. Higher temperatures and higher stirring speeds for the electrolyte have also been attempted. New ones emerge Problems arise, namely evaporation of the electrolyte, but this does not solve the problem at hand will. Even with increasing the electrode ratio one got no further, because with it the probability of polarization is reduced, but constructive ones are different Opportunities in large-scale industry because of the investment and space required.
Schließlich ist nach der FR-PS 667 687 eine Konstruktion bekannt, bei der mit Hilfe von Bürsten die Anodenoberfläche bearbeitet wird. Es zeigte sich jedoch, daß auch damit keine nennenswerte Aktivierung der Anodenfläche zu erreichen war.Finally, according to FR-PS 667 687 a construction is known in which with the help of brushes Anode surface is processed. It was found, however, that even with this there was no significant activation the anode surface was to be reached.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Verbesserung und Aufrechterhaltung der Anodenaktivi-The invention now relates to a method for improving and maintaining the anode activity
ίο tat bei der elektrolytischen Metallabscneidung mit Hilfe eines auf die Anodenfläche einwirkenden reibenden Mittels. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß während der Elektrolyse die Anode der Einwirkung eines reibenden Mittels in Form einer Unterlage, die im Abstand voneinander harte Teilchen fixiert, enthält, in Relativbewegung zueinander ausgesetzt wird, wobei der Anode durch die Unterlage dauernd frischer Elektrolyt zugeführt wird. Als Unterlage bevorzugt man ein endloses Band odei eine Scheibe einesίο participated in the electrolytic metal separation With the help of a rubbing agent acting on the anode surface. It is characterized in that during electrolysis the anode of the action of a rubbing agent in the form of a pad, which hard particles fixed at a distance from each other, contains, exposed in relative motion to each other, fresh electrolyte is continuously supplied to the anode through the support. Preferred as a base one endless tape or one disc of one
2u durchlässigen Materials. Das durchlässige Material ist zweckmäßigerweise ein offenes Gewebe.2u permeable material. The permeable material is expediently an open fabric.
Unter »Aktivierung der Anodenfläche« versteht man hier die Entfernung der Polarisationsschicht und einer Schicht aus Reaktionsprodukten von der Anode sowie die Versetzung der Atome in der Anodenfläche in einem solchen Ausmaß, daß dadurch die Aktivität vergrößert wird. Die Atomversetzung durch die erfindungsgemäße Behandlung der Anodenfläche führt zur Erzeugung von die Aktivität begünstigenden Fehl-"Activation of the anode surface" means the removal of the polarization layer and a layer of reaction products from the anode and the dislocation of the atoms in the anode surface to such an extent that it increases activity. The atomic dislocation by the invention Treatment of the anode surface leads to the generation of defects that favor the activity
stellen in im wesentlichen gleichförmiger Art wie vollständige oder teilweise Versetzungen, Löcher, Fehlstellen durch Aufschlag, Verzweigung, Gitterstörungen u. dgl. Zusätzlich zur Erhöhung der Defektkonzentration und zum Abtrag jeder haftenden, die Aktivität der Anode behindernden Schicht führt das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufrauhung der Anodenfläche und damit einer Vergrößerung der wirksamen Anodenfläche.represent in a substantially uniform manner such as complete or partial dislocations, holes, voids by impact, branching, lattice disturbances and the like in addition to increasing the defect concentration and this leads to the removal of any adhering layer which hinders the activity of the anode Method according to the invention for roughening the anode surface and thus increasing the effective anode area.
Bei dem reibenden Mittel lür das erfindungsgemäße Verfahren handelt es sich um eine Vielzahl von kleinen, harten, relativ unflexiblen Teilchen, die im wesentlichen im Abstand voneinander fixiert und im allgemeinen senkrecht zu der Anodenfläche von einer durchlässigen Unterlage gehalten werden. Die Teilchen besitzen auch eine Vielzahl von Flächen, die parallel und weitgehend zugeordnet zu der Anodenfläche liegen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt während der Elektrolyse eine Relativbewegung zwischen Anodenfläche und reibendem Mittel. Darüber hinaus wird auf das reibende Mittel in senkrechter Richtung zu der Anodenfläche ein ausreichender Druck zur Einwirkung gebracht, um dadurch eine mechanische Aktivierung dieser Fläche zu erwirken Der Abstand der Teilchen und die Geschwindigkeil der Relativbewegung sollen derart sein, daß an einen gegebenen Punkt der Anodenfläche die Teilchen ir extrem kurzen Zeitabständen zur Einwirkung gelangen, z.B. im Bereich zwischen 3,8 ■ 10~T bis 6,1 10"2s. Frischer Elektrolyt wird der Anodenfläche mi der gleichen Geschwindigkeit zugeführt, indem er voi dem reibenden Mittel mitgenommen wird. Dieses be sitzt Flächen parallel zur Anodenfläche, wobei diesi Flächen die Kanten der Teilchen sein können. Dies-Flächen wischen frischen Elektrolyt darüber. De Elektrolyt erreicht diese Flächen durch die Durch lässigkeit der Unterlage des reibenden Mittels ode durch entsprechende Zuleitung des Elektrolyten ζ der Arbeitsfläche zwischen dem Mittel und der ArThe abrasive for the process of the present invention is a plurality of small, hard, relatively inflexible particles which are fixed substantially at a distance from one another and are held generally perpendicular to the anode surface by a permeable support. The particles also have a plurality of surfaces which are parallel and largely associated with the anode surface. In the method according to the invention, a relative movement takes place between the anode surface and the rubbing agent during the electrolysis. In addition, sufficient pressure is applied to the friction means in a direction perpendicular to the anode surface to thereby bring about a mechanical activation of this surface Particles come into action at extremely short time intervals, for example in the range between 3.8 · 10 ~ T to 6.1 10 " 2 s. Fresh electrolyte is fed to the anode surface at the same speed as it is carried along by the abrasive has surfaces parallel to the anode surface, whereby these surfaces can be the edges of the particles. These surfaces wipe fresh electrolyte over them. The electrolyte reaches these surfaces through the permeability of the substrate of the abrasive agent or through the corresponding supply of electrolyte ζ the work surface between the Medium and the Ar
üdenflUche. Dies dient dazu, um übermäßige Konzentrationen von Kationen oder nicht erwünschten Reaktionsprodukten wegzuspülen.üdenflUche. This is to avoid excessive concentrations flush away cations or undesired reaction products.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt die Aufrechterhaltung der im wesentlichen gleichmüßigen Anodenaktivität ohne die bekannten Nachteile. Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß unmittelbar an der Anodenfläche eine rasche Elektrolytbewegung stattfindet. According to the process according to the invention, it is possible to maintain the essentially uniform Anode activity without the known disadvantages. Another feature of the invention The process consists in the fact that a rapid movement of the electrolyte takes place directly on the anode surface.
Bei dem erfindungsgemLi3en Verfahren werden unter Druck, und zwar sowohl senkrecht als auch parallel zu der Ariodenfläche in geregelter Weise auf einer durchlässigen Unterlage befestigte, im Abstand voneinander angeordnete, relativ unflexible kleine Teilchen angewandt, und zwar so, daß sie jeden auf der Anodenfläehe gebildeten Niederschlag berühren. Es ist notwendig, ausreichenden Druck auf die Unterlage anzulegen, so daß ein schwaches Kratzmuster an der Anodenfläehe entsteht. Dieses Ritzmuster kann mit unbewaffnetem Auge erkennbar sein. Jedenfalls muß es jedoch bei einer 10 OGOfachen oder geringeren Vergrößerung erkennbar werden. Ist es zu gering, so wird keine ausreichende Anodenaktivierung erreicht. Die Kratzer können durch Metallabtrag entstehen. Vorzugsweise sind jedoch Teilchen solcher Härte zu wählen, daß eine Versetzung der Metallatome an der Anodenfläehe und nicht so sehr ein tatsächlicher Abtrag die Ursache für die Bildung der Kratzer ist.In the method according to the invention under pressure, both perpendicular and parallel to the ariod surface in a regulated manner a permeable base attached, spaced apart, relatively inflexible small Particles are applied in such a way that they contact any precipitate formed on the anode surface. It is necessary to put sufficient pressure on the backing to leave a weak scratch pattern arises on the anode surface. This scratch pattern can be seen with the naked eye. In any case however, it must be recognizable at a magnification of 10 OG or less. Is it to low, sufficient anode activation is not achieved. The scratches can be caused by metal removal develop. However, it is preferred to choose particles of such hardness that the metal atoms are dislocated on the anode surface and not so much an actual erosion is the cause of the formation of the Scratch is.
Durch Anwendung kleiner, relativ inflexibler, nichtleitender Teilchen wird keine Stelle der Anodenfläehe nennenswert lang von diesen bedeckt. Diese Teilchen sind im allgemeinen regellos verteilt über und gebunden mit Hilfe eines Harzklebers auf zumindest die die Anodenfiäche berührende Seite der Unterlage und vorzugsweise voneinander in kleinen Abständen fixiert, z.B. 142 um bis 3.2 mm. Gegebenenfa"s kann eine genaue und regelmäßige Verteilung der Teilchen auf der Unterlage ebenfalls herangezogen werden, jedoch ist dies im allgemeinen eine unnötige Komplikation.By using smaller, relatively inflexible, non-conductive ones Particles are not covered by them for any appreciable length of time on any part of the anode surface. These Particles are generally randomly distributed over and bound with the help of a resin adhesive on at least the side of the pad touching the anode surface and preferably each other in small increments Distances fixed, e.g. 142 to 3.2 mm. Given that it can be an accurate and regular distribution of the particles on the substrate can also be used, but this is generally one unnecessary complication.
Bei dem Begriff »Teilchen« handelt es sich hier nicht nur um vollständig getrennte und individuelle dreidimensionale Körper, sondern auch um größere Körper mit einer Vielzahl von Spitzen, Schneiden, Vorsprüngen o. dgl., wie ein relativ harter Harzüberzug auf einem Fasermaterial, wobei der Überzug eine Vielzahl von unregelmäßig angeordneten Erhebungen aufweist und im allgemeinen als uneben bezeichnet werden muß. Die Teilchen berühren vorzugsweise oder beeinflussen zumindest wesentlich die gesam'e Oberfläche der Anode. Ihre Größe kann über weite Bereiche variieren, z. B. können sie einen mittleren Durchmesser zwischen 0,25 μΐη und 3,2 mm aufweisen. Im allgemeinen liegt jedoch für optimale Ergebnisse die Größe zwischen 23 ,um und 0,5 mm. Die Teilchen können ganz allgemein als hart definiert werden, d. h., sie haben eine Knoopsclie Härte über 10, jedoch ist die Härte als solche nicht kritisch; man soll aber kein Produkt anwenden, welches gegenüber der in Rede stehenden Anode zu scheuernd wirkt.The term "particle" is not just about completely separate and individual three-dimensional body, but also around larger body with a variety of tips, cutting, Projections or the like, such as a relatively hard resin coating on a fibrous material, the coating being a Has a plurality of irregularly arranged elevations and generally referred to as uneven must become. The particles preferably touch or at least substantially influence the whole Surface of the anode. Their size can vary over a wide range, e.g. B. They can be a middle one Have a diameter between 0.25 μm and 3.2 mm. In general, however, the size will be between 23 µm and 0.5 mm for best results. the Particles can be broadly defined as hard; i.e., they have a Knoopsclie hardness about 10, but hardness as such is not critical; but one should not use a product that is opposite the anode in question is too abrasive.
Der anzulegende Druck soll sich nach der Härte der Teilchen richten; ganz allgemein gilt, daß für weichere Teilchen ein größerer Anpreßdruck senkrecht zur Anodenfläche erforderlich ist als bei härteren Teilchen.The pressure to be applied should depend on the hardness of the particles; in general it is true that for softer particles a greater contact pressure perpendicular to the anode surface is required than with harder particles Particle.
Das reibende Mittel ist vorzugsweise für den Elek trulyt durchlässig und besitzt eine durchgehende Po rosität in der Größenordnung von zuwindest 6,' Sheffield-Einheiten (gemessen mit einem Sheffield Porosimeter unter Verwendung eines 63,5 mm-Rin ges), Das Unterlagematerial ist auch vorzugsweisf zumindest etwas kompressibel und deformierbar, se daß es sich an unregelmäßige Flächen der Anodi und deren Abscheidungen, wenn nötig, anlegerThe abrasive is preferably for the elec trulyt permeable and has a continuous porosity in the order of at least 6, ' Sheffield Units (measured on a Sheffield Porosimeter using a 63.5 mm Rin ges), The base material is also preferably at least somewhat compressible and deformable, se that there are irregular surfaces of the anodes and their deposits, if necessary, to invest
ίο kann. Wie oben bereits angedeutet, muß das Unterlagematerial eine Vielzahl von dünnwandigen Flächen, die sich zwischen die Teilchen erstreckt, aufweisen, die das Wischen des Elektrolyten über die Arbeitsfläche bewirken. Diese Flächen können dieίο can. As already indicated above, the backing material having a plurality of thin-walled surfaces extending between the particles, which cause the electrolyte to wipe across the work surface. These areas can be the
is Kanten der Teilchen selbst sein; bei der bevorzugter Ausführungsform sind dies jedoch kleine Kammern oder Poren regelmäßiger oder unregelmäßiger Form, deren Funktion in der Art eines Becherwerkes liegt, in dem kleine Elektrolytmengen über die Anodenfläche verteilt werden. Als durchlässige Unterlagsmaterialien wurden die vei-chiedensten Produkte angewandt, z. B. offenmaschige Netze, an denen die Teilchen angeklebt sind, schleifpapierartige Gebilde in verdichteter oder nichtverdichteter Form, offenzellige Schaumstoffplatten, in denen die aktivierenden Teilchen in oder an den Zellenwänden befestigt sind, schwammartige Materialien, die die Teilchen enthalten, od. dgl.is edges of the particles themselves; at the preferred Embodiment, however, these are small chambers or pores of regular or irregular shape, whose function is like a bucket elevator, in which small amounts of electrolyte over the anode surface be distributed. The most diverse products were used as permeable underlay materials, z. B. open-meshed networks to which the particles are glued, sandpaper-like structures in compressed or non-compressed form, open-cell foam sheets in which the activating Particles attached in or on the cell walls, sponge-like materials containing the particles, or the like
Als reibendes Mittel kann man verschiedene Produkte anwenden, z. B. im Sinne des US-Reissue 21 852, nämlich ein offenmaschiges Netz mit angeklebtem Schleifkorn, nach US-PS 3 020 139 nichtwebte Bahnen mit einer Vielzahl harter Teilchen, fixiert mit Hilfe eines Klebstoffs entlang der Fasern der Bahnen, nach der US-PS 3 256 075 ein Schwamm, der mit hartem Harz imprägnierte Schwammteilchen enthält, nach der US-PS 3 334041 ein Schleifpapier oder Schleifleinen mit Perforationen, durch die der Elektrolyt strömen kann. Letzteres Produkt muß zur Anwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dahingehend modifiziert werden, daß es nichtleitend ist.Various products can be used as a rubbing agent, e.g. B. in the sense of the US reissue 21 852, namely an open-mesh net with glued abrasive grain, according to US Pat. No. 3,020,139 non-woven Sheets with a large number of hard particles, fixed along the fibers with the aid of an adhesive of the webs, according to US Pat. No. 3,256,075, a sponge which contains sponge particles impregnated with hard resin contains, according to US Pat. No. 3,334,041, a sandpaper or abrasive cloth with perforations through which the Electrolyte can flow. The latter product must be used in the method according to the invention modified to be non-conductive.
Die Art der Bewegung des reibenden Mittels über die Anodenfläche kann sehr verschieden sein, d. h..The mode of movement of the abrasive across the anode surface can vary widely, i. H..
sie kann linear und/oder drehend sein, z. B. ein rotierendes Mittel, welches während seiner Drehbewegung auch noch eine hin- und hergehende Bewegung ausführt. Die einzige Anforderung ist, daß eine Relativbewegung in der erforderlichen Größenordnung zwischen diesen zwei Gegenständen stattfindet. In gleicher Weise kann die Relativbewegung offensichtlich auch dadurch erreicht werden, daß eine bewegliche Anode und ein ruhendes reibendes Mittel oder beide Teile beweglich angeordnet sind.it can be linear and / or rotating, e.g. B. a rotating means, which during its rotational movement also performs a back and forth movement. The only requirement is that there be relative movement takes place in the required order of magnitude between these two objects. In In the same way, the relative movement can obviously also be achieved in that a movable Anode and a stationary friction means or both parts are movably arranged.
Das gleichzeitige Wischen über die Anode und die elektrolytisch abgeschiedene Fläche der Kathode mit reibendem Mittel hat sich als zweckmäßig erwiesen. Es zeigte sich, daß die Aktivierung eine beschleunigte Auflösung der Anode bewirkt und dabei eine Schlammbildung an der Anode insbesondere bei der Zinnraffination verhindert wird. In manchen Fällen kann auch die Aktivierung der Anode mit einer unterschiedlichen Geschwindigkeit als die Behandlung der Katiiode wünschenswert sein. Während die gleichzeitige Behandlung der Kathode und der Anode bevorzugt wird, kann gegebenenfalls das reibende Mittel nur mit der Anodenfläche in Berührung stehen. Die Beweauneseeschwindipkeit knnn eben-Simultaneous wiping over the anode and the electrodeposited surface of the cathode with abrasive agent has proven to be useful. It was found that the activation accelerated one Causes dissolution of the anode and thereby a sludge formation on the anode in particular at the Tin refining is prevented. In some cases, the anode can also be activated with a different speed than the treatment of the cathode may be desirable. While the simultaneous treatment of the cathode and the anode is preferred, the abrasive Agents are only in contact with the anode surface. The Beweaunese speed can also
falls weit variiert werden, bei höheren Geschwindigkeiten wird der depolarisierende Effekt bei höheren Stromdichten begünstigt.if varied widely, at higher speeds the depolarizing effect becomes at higher Current densities favored.
Auch hinsichtlich des verwendbaren reibenden Mittels gibt es eine große Anzahl von Variationsmöglichkeiten, sowohl in Form als auch Größe und Zusammensetzung. Die Anforderungen an die Unterlage und die harten Teilchen wurden abgehandelt. Jedes nichtleitende Fasermaterial, welches der Erosion durch den Elektrolyt zu widerstehen vermag und eine poröse Unterlage ergibt, ist geeignet. Es können aber auch nichtfaserige Produkte, wie schaum- oder schwammförmiges Material, angewandt werden. Die nichtleitenden Teilchen sind ebenfalls nicht kritisch, so daß verschiedenste Stoffe, wie Harzteilchen, Schleifmittel, Keramikteilchen, Glaspulver, Walnußschalen o. dgl. angewandt werden können. There are also a large number of possible variations in terms of the abrasive that can be used, both in shape and size Composition. The requirements for the substrate and the hard particles were dealt with. Any non-conductive fiber material that can withstand erosion by the electrolyte and results in a porous base is suitable. However, non-fibrous products such as foamed or spongy material. The non-conductive particles are also not critical, so that various materials such as resin particles, abrasives, ceramic particles, glass powder, walnut shells or the like can be used.
Der Elektrolyt wird vorzugsweise bei Raumtemperatur, z. B. 20° C, gehalten, kann jedoch auch bei Temperaturen bis zum Siedepunkt arbeiten.The electrolyte is preferably used at room temperature, e.g. B. 20 ° C, but can also be at Working temperatures up to boiling point.
Der Abstand zwischen den Elektroden kann von sehr klein in der Größenordnung von 25 iim bis zu solchen Elektrodenabständen reichen, so daß lediglich der durch Stromstärke und Widerstand bedingte Spannungsabfall eine Begrenzung darstellt.The distance between the electrodes can range from very small on the order of 25 µm up to Such electrode spacings are sufficient, so that only that caused by current strength and resistance Voltage drop is a limitation.
Der auf das reibende Mittel an die Anode zur Einwirkung gelangende Druck kann variieren, abhängig von den harten Teilchen und dem System, er kann relativ konstant gehalten oder während des Betriebes innerhalb von Grenzen geändert werden, die sich nus der Forderung zur Kratzbildung einerseits und der Vermeidung eines ungebührlichen Materialabtrags andererseits ergeben.The pressure applied to the abrasive at the anode can vary, depending by the hard particles and the system, it can be kept relatively constant or during operation can be changed within limits, nus the requirement for scratching on the one hand and the Avoidance of undue material removal on the other hand.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich die verschiedensten Elektrodenwerkstoffe anwenden, und zwar von im Elektrolyten unlöslichen bis zu leicht löslichen. So kann man z. B. in Schwefelsäure, Blei- oder Zinkanoden, in geschmolzenem Kryolith Aluminiumanoden, in Salzlösungen Graphitoder Platinanoden und für die Anwendung in Brennstoffzellen Anoden aus z. B. Nickel in Kaliumhydroxid als Elektrolyt anwenden. A wide variety of electrode materials can be used according to the method according to the invention, namely from insoluble in the electrolyte to slightly soluble. So you can z. B. in sulfuric acid, Lead or zinc anodes, in molten cryolite aluminum anodes, in salt solutions graphite or Platinum anodes and for use in fuel cells anodes made of z. B. Use nickel in potassium hydroxide as an electrolyte.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren benötigt man keine korrosiven oder komplexbildenden Ionen, es arbeitet bei normalen Temperaturen und macht kein hohes Elektrodenverhältnis erforderlich. Die schnelle Bewegung des reibenden Mittels bewirkt eine schnelle Bewegung der Grenzschichten an der Anodenfläche und führt damit zur Vermeidung übermäßiger Kationenkonzentrationen. Darüber hinaus werden keine Anodensäcke benötigt, die oft erforderlich sind, um von den Anoden abfallende Teilchen infolge ungleichmäßiger Anodenauflösung abzufangen. Die Anode löst sich über den ganzen Oberflächenbereich gleichmäßig auf, soweit dieser im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelt wird. Wie oben ausgeführt, kann man erfindungsgemäß weniger reines Anodenmaterial anwenden, wie bei üblichen Verfahren.In the method according to the invention, no corrosive or complex-forming ions are required, it operates at normal temperatures and does not require a high electrode ratio. the rapid movement of the abrasive causes rapid movement of the boundary layers on the anode surface and thus leads to the avoidance of excessive cation concentrations. Furthermore there is no need for anode bags, which are often required to collect particles falling from the anodes due to uneven anode dissolution. The anode dissolves over the entire surface area evenly, insofar as this is treated within the meaning of the method according to the invention will. As stated above, according to the invention, less pure anode material can be used, such as with usual procedures.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun an Hand der Figuren näher erläutert.The method according to the invention will now be explained in more detail with reference to the figures.
Fig. 1 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Verfahren, angewandt auf die Kupferraffination;Fig. 1 shows schematically the process according to the invention applied to copper refining;
F i g. 2 zeigt schematisch eine Detailansicht eines erfindungsgemäß verwendbaren reibenden Mittels;F i g. Fig. 2 schematically shows a detailed view of a rubbing means which can be used according to the invention;
Fig. 3 zeigt in einem Diagramm den Gewichtsverlust (Anodenaktivität) einer Anode aus reinem Zinn, erfindungsgemäß behandelt im Vergleich zu der Aktivität der gleichen Anode nach einem üblicher Verfahren;3 shows the weight loss in a diagram (Anode activity) of an anode made of pure tin, treated according to the invention in comparison to FIG Activity of the same anode by a common method;
Fig. 4 zeigt ein ähnliches Diagramm wie Fig. 3 nur daß hier die Anode aus einer Zinnlegierung tnii 0,1 % Antimon und 0,04 °/o Kupfer bestand;FIG. 4 shows a diagram similar to FIG. 3, only that here the anode is made of a tin alloy 0.1% antimony and 0.04% copper;
Fig. 5 zeigt die Abhängigkeit von Spannung unc Stromstärke bei unterschiedlichen Stromdichten in Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens an einci reinen Zinnanode;Fig. 5 shows the dependence of voltage and current intensity at different current densities in Within the scope of the method according to the invention on einci pure tin anode;
ίο Fig. 6 ist ein ähnliches Diagramm wie F i g. f und zeigt die Verhältnisse bei einem bekannten Verfahren; 6 is a similar diagram to FIG. f and shows the relationships in a known method;
F i g. 7 und 8 zeigen die Situation im Sinne dei F i g. 5 und 6, jedoch hier bei einer Zinnlegierung mil 0,1 %> Antimon als Anode.F i g. 7 and 8 show the situation in the sense of FIG. 5 and 6, but here with a tin alloy mil 0.1%> antimony as anode.
Bei dem in F i g. 1 dargestellten Verfahren enthält die Wanne 10 den Elektrolyt 11. Eine Opferanode aus unreinem Metall 12 ist in dem Elektrolyt in Berührung mit einem reibenden Mittel in Form eines endlosen Bandes 14 beweglich montiert. Eine Kathode 13 aus dem abzuscheidenden Metall steht zu Anfang in Berührung mit der anderen Seite des Bandes 14; während des Betriebes, wie in Fig. 1 gezeigt, befindet sich jedoch das Band 14 zwischen Anode Xl und abgeschiedener Schicht des reinen Metalls 18 an der Kathode 13 und in Berührung mit diesem. Das äand 14 läuft über Umlenkrollen 15, 16 und die Antriebsrolle 17. Das Band und dessen Rollen sind so gelagert, daß sie von der Kathodenfläche 13 mit zunehmender Abscheidung 18 weggezogen werden können.In the case of the FIG. In the process illustrated in FIG. 1, the tub 10 contains the electrolyte 11. A sacrificial anode made of impure metal 12 is movably mounted in the electrolyte in contact with a rubbing agent in the form of an endless belt 14. A cathode 13 made of the metal to be deposited is initially in contact with the other side of the strip 14; During operation, however, as shown in FIG. 1, the band 14 is located between the anode Xl and the deposited layer of the pure metal 18 on the cathode 13 and in contact therewith. The edge 14 runs over deflection rollers 15, 16 and the drive roller 17. The tape and its rollers are mounted in such a way that they can be pulled away from the cathode surface 13 as the deposition 18 increases.
Während des Betriebes schleift das reibende Band sowohl über die Oberfläche des elektrolytisch abgeschiedenen Metalls als über die Oberfläche der Anode und unterstützt damit deren schnelle Auflösung. F i g. 2 zeigt in beträchtlicher Vergrößerung und idealisiert einen Teil eines erfindungsgemäß anwendbaren reibenden Mittels und die Fixierung der harten Teilchen in der Unterlage. In der nichtgewebten Bahn,During operation, the abrasive belt rubs both over the surface of the electrodeposited Metal than over the surface of the anode and thus supports its rapid dissolution. F i g. FIG. 2 shows, in a considerable enlargement and idealized, part of a device that can be used according to the invention abrasive agent and the fixation of the hard particles in the substrate. In the non-woven web
z. B. aus nichtleitendem Fasermaterial wie Polyäthylenterephthalat, sind die einzelnen Fasern 25 an ihren Berührungspunkten mit einem Kleber 26 fixiert. Eine Vielzahl von kleinen harten Teilchen 27 befinden sich an den Fasern 25 und im Sinne dieser Ausführungsform festgeklebt durch das Bindemittel 26. Zumindest einige der Fasern 25 erstrecken sich relativ parallel zu der Anodenfiäche 29, wie in dem Fadenstück 28 gezeigt, und bilden damit dünnwandige Zellen, mit Hilfe derer Elektrolyt über die Arbeitsfläche geführt wird (aus Übersichtlichkeitsgründen sind hier die Teilchen 27 in einem gewissen Abstand von der Anodenfläche 29 gezeigt; bei Betrieb findet jedoch tatsächlich Berührung statt).z. B. made of non-conductive fiber material such as polyethylene terephthalate, the individual fibers 25 are fixed at their points of contact with an adhesive 26. A multiplicity of small hard particles 27 are located on the fibers 25 and in the sense of this embodiment adhered by the binder 26. At least some of the fibers 25 extend relatively parallel to the anode surface 29, as shown in the thread piece 28, and thus form thin-walled cells, with the help of which electrolyte is passed over the work surface (for reasons of clarity, here the particles 27 shown some distance from the anode surface 29; during operation, however, takes place actually touch instead).
Das erfindungsgemäße Verfahren wird an folgenden Beispielen näher erläutert.The process according to the invention is explained in more detail using the following examples.
Ein Barren aus Rohkupfer, etwa 96 % Cu, mit rechteckigem Querschnitt wird im Sinne der Fig. 1 als Anode angewandt. Das reibende Mittel war eine nichtgewebte Bahn mit einer Stärke von etwa 1,59 mm. enthaltend Aluminiumoxid, Körnung 37 iim, welches mit einem Kunstharzkleber gebunden ist. Diese Bahn wurde auf beide Seiten eines 20/20-Nylongewebes,A bar made of raw copper, about 96% Cu, with a rectangular cross-section is used in the sense of FIG. 1 applied as an anode. The abrasive was a nonwoven sheet about 1.59 mm thick. Contains aluminum oxide, grain size 37 iim, which is bonded with a synthetic resin adhesive. This train was made on both sides of a 20/20 nylon fabric,
wie es als Verstärkungseinlagen bekannt ist, laminiert unter Bildung eines kontinuierlichen Schleifbands mit einer Breite von ungefähr 15,25 cm. Dieses Band läuft zwischen der Anode und deras it is known as reinforcement inserts, laminated to form a continuous abrasive belt approximately 15.25 cm wide. This tape runs between the anode and the
An .Stelle der Kupferkathocle kann man auch übliche Kathoden aus korrosionsbeständigem Stahl, Messing od. dgl. anwenden. Diese ganze Anordnung wurde in eine schwefelsaure Kupfersulfatlösung getaucht, bei Elektrolyse bildete sich an der Kathode ein Niederschlag von hochreinem, gesundem Kupier.Instead of the copper cathode, you can also use the usual cathodes made of corrosion-resistant steel, brass or the like. Apply. This whole arrangement was immersed in a sulfuric acid copper sulfate solution, at Electrolysis formed a precipitate of highly pure, healthy copper on the cathode.
Um die aktivierende Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens für Anoclcnilächeii zu zeigen, wurden identische Anoden aus reinem Zinn zusammen mit üblicher Kupferkathode in einem Zinnclektrolyten angewandt. Dieser enthielt 284 g/l SnSO4. Eine, dieser Anoden wurde erfmdungsgemäß behandelt, während eine solche Behandlung bei der anderen Anode unterblieb. Die Ergebnisse sind graphisch in den Fig. 3, 5 und 6 dargestellt.In order to show the activating effect of the method according to the invention for anodic surfaces, identical anodes made of pure tin were used together with conventional copper cathodes in a tin electrolyte. This contained 284 g / l SnSO 4 . One of these anodes was treated according to the invention, while such a treatment was omitted for the other anode. The results are shown graphically in Figs.
Bei allen Versuchen war die Kathode eine Kupferplatte, 1,29 dm2, und die Anode aus reinem Zinn hatte eine Anodenfläche von 1,61 dm'-'. Die Elektrolyse wurde bei folgenden Arbeitsbedingungen durchgeführt: In all experiments the cathode was a copper plate, 1.29 dm 2 , and the anode made of pure tin had an anode area of 1.61 dm'- '. The electrolysis was carried out under the following working conditions:
!ich Verbesserung der Aktivität der Anode bei dem crfindiingsgemäßen Verfahren hervor.I found improvement in the activity of the anode in the process according to the invention.
Noch deutlicher geht dies aus den Fig. 5 und 6 hervor, wo die Spannung gegen die Stromstärke aufgetragen ist. F i g. 5 bezieht sich auf das erfindungsgemäße Verfahren Fall 1 und Fig. 6 auf das bekannte Verfahren Fall 2. Die Kurven zeigen, daß dei Einfluß auf die Aktivierung der Anodenfläche dahinging, die Dcpolarisationszeit zu verringern, so daß fürThis can be seen even more clearly from FIGS. 5 and 6, where the voltage is plotted against the current intensity is. F i g. 5 relates to the method according to the invention case 1 and FIG. 6 to the known Procedure case 2. The curves show that the influence on the activation of the anode surface was to reduce the polarization time, so that for
ίο eine gegebene Stromdichte die benötigte Spannung zu Beginn und zu Ende des Versuchs nahezu die gleiche war. Im Fall 2 lag die Spannung am Ende des Versuchs bei der höheren Stromdichte, nämlicl 308 A/dm2, mehr als um das 2fache der Anfangs spannung.ίο a given current density the required voltage at the beginning and at the end of the experiment was almost the same. In case 2, the voltage at the end of the experiment was at the higher current density, namely 308 A / dm 2 , more than twice the initial voltage.
122 bzw. 90S bzw. 615 A/dm2 5 min122 or 90S or 615 A / dm 2 5 min
AnodenstromdichteAnode current density
EIcktrolysenzeitEIcktrolysis time
RaumtemperaturRoom temperature
Die Elektrolysewanne war durch ein Glasfasergewebe-Diaphragma in eine Kathodenkammer und eine Anodenkammer geteilt In jedem Fall war zugeordnet zu der Anode eine Scheibe mit einem reibenden Mittel angeordnet, welches mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 75,3 m/min angetrieben wurde, um eine ausreichende Badbewegung zu erreichen. Im Fall 1 nach der Erfindung berührte die Scheibe gerade die Anodenfläche und strich über sie hin. Bei der Scheibe handelte es sich um eine solche mit einem Durchmesser von 76 mm und einer Breite von 19 mm, hergestellt aus einem Nylongewebe 15 den, auf dem mit Hilfe eines Harzklebers Siliciumcarbidschleifkorn, Körnung 37 um, fixiert war. Wattmeter-Anzeigen wurden herangezogen, um die Last auf den Antriebsmotor für die Scheibe in jedem Versuch zu reproduzieren.The electrolysis tub was through a fiberglass diaphragm divided into a cathode chamber and an anode chamber in each case was assigned to the anode a disk with a rubbing means is arranged, which is at a peripheral speed was driven by 75.3 m / min in order to achieve sufficient bath movement. In case 1 according to the invention, the disk just touched the anode surface and stroked it there. The disk was one with a diameter of 76 mm and a width of 19 mm, made of a nylon fabric 15 den, on which with the help of a resin adhesive silicon carbide abrasive grain, Grain 37 µm, was fixed. Wattmeter readings were used to determine the load on the drive motor for the disc in each experiment to reproduce.
Im Fall 2 lief die Scheibe in einem geringen Abstand (3,17 mm) von der Anodenfläche, um gleiche
Riihrwirkung in der Lösung wie bei Fall 1 zu gewährleisten,
ohne daß jedoch eine wischende Berührung wie im Fall 1 stattfand. Die Anoden wurden
vor"und nach der Elektrolyse nach 1 min und am Ende des Versuchs, also nach 5 min, ermittelt. Bei
jedem Versuch wurde die Stromdichte konstant gehalten. Es wurden Parallelversuche durchgeführt und
die Mittelwerte des Gewichtsverlustes der Anoden nach 5 min als Funktion der Stromdichte ermittelt.
Fall 1
Fall 2In case 2 the disk ran a short distance (3.17 mm) from the anode surface in order to ensure the same stirring effect in the solution as in case 1, but without wiping contact as in case 1. The anodes were determined before and after the electrolysis after 1 minute and at the end of the test, i.e. after 5 minutes. The current density was kept constant in each test. Parallel tests were carried out and the mean values of the weight loss of the anodes after 5 minutes as a function the current density is determined. Case 1
Case 2
FaIU
Fall 2FaIU
Case 2
Stromdichte
A/dm2Current density
A / dm2
122
122122
122
308
308308
308
Spannung V zu Anfang | am EndeVoltage V at the beginning | at the end
3 33 3
8,4 358.4 35
3 133 13
10,6 14,610.6 14.6
Aus dieser Gegenüberstellung und den Fig. 5 und 6 ergibt sich, daß eine schnelle Depolarisation der Anode durch die erfindungsgemäße Aktivierun stattfindet.From this comparison and FIGS. 5 and 6 it can be seen that a rapid depolarization the anode takes place by the activation according to the invention.
Das Beispiel 2 wurde dahingehend abgewandelt, daß als Anode eine Zinnlegierung mit 0,1 η,Ό Antimon und 0,04 0Zo Kupfer angewandt wurde.Example 2 was modified in that as the anode a tin alloy with 0.1 η, antimony and 0.04 Ό 0 Zo copper was used.
A/dm2 Current density
A / dm 2
e Weight loss
e
308122
308
0.90.4
0.9
Diese Werte sind in Fig. 4 zu einem Diagramm herangezogen worden.These values have been used for a diagram in FIG. 4.
Fall 1
Fall 2case 1
Case 2
Fall 1
Fall 2case 1
Case 2
Stromdichte
A'dm: Current density
A'dm :
Spannung V zu Anfang am EndeVoltage V at the beginning at the end
FaM
Fall 2FaM
Case 2
FaM
Fall 2FaM
Case 2
Stromdichte
A'dm2 Current density
A'dm 2
122
122122
122
308
308308
308
GewichtsverlustWeight loss
in der Praxisin practice
0,4 0,30.4 0.3
0,92 0,40.92 0.4
theoretisch gtheoretically g
0,3680.368
0,920.92
Aus obiger Aufstellung geht die wesentliche Vergrößerung "der Auflösungsgeschwindigkeit und folg-Siehe hierzu die F i 2. 7 für Fall 1 und F i g. 8 füi Fall 2.From the above list goes the essential increase "the dissolution rate and follow-See F i 2. 7 for case 1 and F i g. 8 for case 2.
Beispiel 4 F Example 4 F
Die Anordnungen im Sinne der F i g. 1 wurden zu Herstellung von reinem Kupfer angewandt. Die Ka thode war ebenfalls reines Kupfer, die Elektroden flächen betrugen jeweils 1,61 cm2. An Stelle des end· losen Bandes der Vorrichtung nach Fig. 1 wurdf diesmal eine poröse Scheibe im Sinne des Beispiels angewandt, Durchmesser 76 mm, nichtgewebte Ny lcnunterlage mit Siliciumcarbid-Schleifkorn, KörnunThe arrangements in the sense of FIG. 1 were used to produce pure copper. The cathode was also pure copper, the electrode areas were 1.61 cm 2 each. In place of the endless belt of the device according to FIG. 1, this time a porous disk was used in the sense of the example, diameter 76 mm, non-woven nylon backing with silicon carbide abrasive grain, grain
37 (im, Scheibcngcschwindigkcit 315UpM, Elektrolyt 21OgZIH2SO4 und 4SgZICuSOj im destillierten Wasser. Für jeden Versuch wurden 2 I Elektrolyt benötigt. Elektrolysenzeit 5 min bei Raumtemperatur. In diesem Fall wurde die Stromstärke auf 5 A konstant gehalten. Zum Vergleich wurde die Scheibe bei gleicher Laufgeschwindigkeit, jedoch 3,17 mm von den Elektrodenobcrfla'chcn entfernt, angeordnet. Es wurde wieder die Spannung zu Anfang und Ende des Versuchs und der Gewichtsverlust der Anoden ermittelt. Fall 1 erfindungsgemäß, Fall 2 zum Vergleich.37 (im, disk speed 315 rpm, electrolyte 21OgZIH 2 SO 4 and 4SgZICuSOj in distilled water. 2 l of electrolyte were required for each experiment. Electrolysis time 5 min at room temperature. In this case the current was kept constant at 5 A. For comparison, the disk was used at the same running speed, but 3.17 mm away from the electrode surfaces. The voltage at the beginning and end of the experiment and the weight loss of the anodes were determined again. Case 1 according to the invention, Case 2 for comparison.
Fall 1
Fall 2case 1
Case 2
Spannung V
zu Anfang | am EndeVoltage V
at the beginning | at the end
12,0
50,012.0
50.0
11,0
25,011.0
25.0
Gewichtsverlust
gWeight loss
G
0,5
0,70.5
0.7
Das Beispiel 4 wurde abgewandelt, indem als Kathode eine Kupferplatte 51X279 mm angewandt wurde und die Scheibe lediglich die Anodcnfliiche berührte. Die Anoden bestanden aus unreinem, blasigem Kupfer. Aus mehreren Paraüclversuchen ergaben sich folgende Durchschnittswerte:Example 4 was modified by using a 51X279 mm copper plate as the cathode and the pane only touched the anodic surface. The anodes were made of impure, blistered material Copper. The following average values resulted from several Paraüclversuche:
zu AnfangInstep
initially
am Endeung V
at the end
verlust
gWeight
loss
G
Aus den Beispielen 4 und 5 läßt sich also schließen, daß bei der höheren Stromdichte offensichtlich eine geringere Spannung erforderlich ist für die anodischc Auflösung des Kupfers (gleichgültig ob rein oder blasig), wenn die Anode erfindungsgemäß behandelt wird gegenüber lediglich einer Badbewegung. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren betrug die durchschnittliche Spannung nach Beispiel 5 rund 8 V, wohingegen bei dem Vergleichsversuch mehr als 20 V benötigt wurden.From Examples 4 and 5 it can be concluded that that at the higher current density a lower voltage is obviously required for the anodic Dissolution of the copper (regardless of whether it is pure or vesicular) when the anode is treated according to the invention becomes opposite only to a bath movement. In the method according to the invention, the was average voltage according to example 5 around 8 V, whereas more than 20 V in the comparison test were needed.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt darüber hinaus noch zu einer Encrgieeinsparung, denn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das Produkt U-I rund 40 W, wohingegen bei dem Vergleichsversuch rund 100 W aufgewandt werden mußten. Die für die erfindungsgemäße Aktivierung aufzuwendende Energie betrug etwa 1 W (das Wattmeter, das in Serie mit dem Antriebsmotor für die Scheibe geschaltet war, zeigte für das erfindungsgemäße Verfahren 57 W und 56 W für das Vergleichsverfahren, wo nur der Elektrolyt gerührt wurde).The process according to the invention also leads to a saving in energy, because in the process according to the invention the product UI is around 40 W, whereas around 100 W had to be used in the comparative experiment. The energy required for activation according to the invention was about 1 W (the wattmeter that was connected in series with the drive motor for the disk showed 57 W for the method according to the invention and 56 W for the comparison method, where only the electrolyte was stirred).
VergleichsversucheComparative experiments
Um zu zeigen, daß Bürsten, z. B. im Sinne der FR-PS 667 687, und die erfindungsgemäß angewandten reibenden Mittel zu völlig unterschiedlichen Erlebnissen führen, wurden folgende Versuche durchgeführt. To show that brushes, e.g. B. in the sense of FR-PS 667 687, and those used according to the invention abrasive means to completely different experiences lead, the following experiments were carried out.
Als Versuchsanordnung befand sich in einer Zeile :ine starr montierte Anode und darüber an einer drehbaren Welle eine Montageplatte, mit der die vertikal .erstellbarc Kathode in Berührung stand. Die Kahode and Anode standen sich im wesentlichen ge-The test arrangement was in one row: a rigidly mounted anode and a rotatable one above it Shaft a mounting plate with which the vertical cathode was in contact. The kahode and anode were essentially
1010
gen über. Die Montageplatte diente dazu, einerseit: das erfindungsgemäßc reibende Mittel und anderer seits eine Bürste im Sinne des Standes der Technil aufzunehmen.gen over. The mounting plate was used on the one hand to: the rubbing agent according to the invention and, on the other hand, a brush in the sense of the state of the art to record.
Der Elektrolyt wurde erhalten, indem am 20 000 Gewichtsteile Wasser 8500 Gewichtsteile NiSO1-g H2O, 800 Teile H3BO3 und 4 Teile Saccharin kamen. Arbeitstcmperatur des Elektrolyten 65 ± 5° C; Anode Nickelblech mit der Kathode zugekehrter Fläche von etwa 12,9 cm2, Montageplatte: Polyvinylchloridscheibc — 0 178 mm, Stärke 12,7 mm —, die über den Außenbereich 108 Bohrungen mit einem Durchmesser zwischen etwa 3,8 und 6,35 mm aufwies. Diese Bohrungen dienten dazu, um den Elektrolyten einen entsprechenden Zutritt zu der der Kathode zugekehrten Anodenfläche zu gestatten. Umdrehungsgeschwindigkeit de- Welle 2100 UpM, so daß sich in der Mitte der Kathode eine Obcrflächcngcschwindigkcit des reibenden MittelsThe electrolyte was obtained by adding 8,500 parts by weight of NiSO 1 -g H 2 O, 800 parts of H 3 BO 3 and 4 parts of saccharin to the 20,000 parts by weight of water. Working temperature of the electrolyte 65 ± 5 ° C; Anode Nickel sheet with an area of about 12.9 cm 2 facing the cathode, mounting plate: polyvinyl chloride disc - 0 178 mm, thickness 12.7 mm - which had 108 bores with a diameter between about 3.8 and 6.35 mm over the outer area . These bores were used to allow the electrolyte appropriate access to the anode surface facing the cathode. Speed of rotation of the shaft 2100 rpm, so that there is a surface speed of the abrasive in the center of the cathode
ao von etwa 50 m/'s ergab.ao of about 50 m / 's.
Kathode: Korrosionsbeständiger Stahlstab, 0 12,7 mm.Cathode: Corrosion-resistant steel rod, Ø 12.7 mm.
1. Erfindungsgcmäßes, reibendes Mittel:1. Invention abrasive agent:
Nadelfilz (XU 94 Kendall Company) aus Nylon-Needle felt (XU 94 Kendall Company) made of nylon
a.5 fasern 6 den, 210 g/m-', Stärke 2,68 mm. Dieser Filz wurde durch Walzauftrag mit einem Gemisch von 1170 Teilen Polyurethanharz (40% FeststofTgehalt) und 500 Teilen Siliciumcarbidschleifkorn (grit 1000) verschen. Das Härten des Bindemittels erfolgte in 3 Stunden bei 121 ° C und 50".'i> relativer Feuchte und anschließend 5 Stunden bei 1210C. Aus diesem Material wurde eine Scheibe mit einem Durchmesser von 178 mm herausgeschnitten und auf der Montaceplattc befestigt.a.5 fibers 6 den, 210 g / m- ', thickness 2.68 mm. This felt was given away by roller application with a mixture of 1170 parts of polyurethane resin (40% solids content) and 500 parts of silicon carbide abrasive grain (grit 1000). The curing of the binder was carried out in 3 hours at 121 ° C and 50 ". 'I> relative humidity and then for 5 hours at 121 0 C. From this material, a disk having a diameter of 178 mm was cut out and mounted on the Montaceplattc.
2. Für die Bürste nach dem Stand der Technik wurden in die Montageplatte weitere Löcher gebohrt, und zwar Durchmesser 4,8 mm, Tiefe 4,8 mm; es wurden zusammengebogene Büschel von Nylonfasern — 200 den, Länge zumindest 63,5 mm — angewandt2. Additional holes were drilled in the mounting plate for the state-of-the-art brush, namely diameter 4.8 mm, depth 4.8 mm; it became bent tufts of nylon fibers - 200 den, length at least 63.5 mm - applied
und diese Büschel in den erwähnten Bohrungen mit Hilfe eines Bindemittels fixiert und dann auf eine gleichmäßige Länge von 36,5 mm geschoren. Diese Bürste hatte eine relativ konstante Borstendichtc über die gesamte Arbeitsfläche.and these tufts fixed in the mentioned holes with the help of a binder and then on a Sheared even length of 36.5 mm. This brush had a relatively constant bristle density over the entire work surface.
Die Bürste wurde in einen geringen Anpreßdruck gegen die der Kathode zugewandten Anodenfläche gebracht (etwa 0,7 g/cm2).The brush was brought into a slight contact pressure against the anode surface facing the cathode (about 0.7 g / cm 2 ).
3. Mit der Bürste erhielt man eine zufriedenstellende, glänzende Metallabscheidung bei einer Nennstromdichte von 50 A/dm2 entsprechend einer Effektivstromdichte von etwa 35 A/dm3. Bei einer Nennstromdichte von 75 A/dm2 war die Abscheidung blasig und die Ecken brachen aus, wenn sich auf Grund der Dicke eine effektive Stromdichte von 35 A/dm2 ergab. Bei 100 A/dm2 erhielt man nur noch eine verbrannte, grüngefärbte Abscheidung, die vollständig unbrauchbar war.3. The brush gave a satisfactory, glossy metal deposit at a nominal current density of 50 A / dm 2, corresponding to an effective current density of about 35 A / dm 3 . At a nominal current density of 75 A / dm 2 , the deposit was vesicular and the corners broke out when the thickness resulted in an effective current density of 35 A / dm 2. At 100 A / dm 2 , only a burnt, green-colored deposit was obtained, which was completely unusable.
Unter gleichen Arbeitsbedingungen erhielt man mit dem erfindiingsgemäß angewandten Material bis zu Nennstromdichten von 200 A/dmä entsprechend Effektivstromdichten von 130 A,'dm-' hochglänzende Schichten.Under the same working conditions were obtained with the erfindiingsgemäß applied material up to nominal current densities of 200 A / dm ä corresponding RMS current densities of 130 A, 'dm-' high-gloss coatings.
Vergleicht man nun die Ergebnisse mit Bürsten und erfindungsgemäß angewandten schleifenden Mitteln, so zeigen sich hinsichtlich der Abscheidungsgeschwindigkeit und damit der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens eanz beträchtliche Unterschiede.If one now compares the results with brushes and abrasives used according to the invention, this shows in terms of the rate of deposition and thus the economic viability of the process eanz considerable differences.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |