DE6908230U - Elektrode - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖN WALO

DR.-ING.TH.MEYER Dfc.FUES DIPL.-CKEM. ALEK VON KRE I SLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

28. Februar 1969 Ke/Br.

CHEMOPLAN, Chemisch-^physikalische Gesellschaft mbH., 5 Köln, Sachsenring 59

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 % Zirkonium besteht und mit einem Edelmetall der VIII. Gruppe des Periodischen Systems, insbesondere Platin, und deren Legierungen, insbesondere Legierungen zweier Metalle d'.eser 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 ^

Bei der Herstellung dieser bekennten 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 % f Aluminium enthalten. Die Zugabe des Aluminiums in vergleichsweise kleinen Mengen erfolgt, um die an sich schwere Verarbeitbarkeit von Reintitan zu verbessern. Legierun-r gen 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 der Elektroden erhöhen.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Elektroden mit einem Trägerkörper bzw. einem Kern aus Titanlegierungen mit einem höheren Gehalt an Aluminium besondere Vorteile bringen, und zwar dann, wenn sogenanntes Titanaluminium verwendet wird, wie es üblicherweise als Vorlegierung für titanhaltige Aluminiumlegierungen eingesetzt wird. Dieses Ergebnis war für den Fachmann nicht ohne weiteres vorauszusehen, vielmehr mußte er annhmen, daß durch den höheren Aluminiumanteil eher unerwünschte Nebenerscheinungen bei den elektrochemischen Prozessen auftreten würden.

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 Oberflächendeckschicht aus Nickel" oder Wolframcarbid, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Oberfläche des Elektrodenkernes aus einer Titan-Aluminium-Legierung mit 10 bis 60 Gew.-#,- Vorzugs-

weise 20 bis 50 Gew.-%, insbesondere 25 bis 35 Gew.-% Aluminium und Rest Titan neben üblichen Verunreinigungen besteht.

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

10' . billiger in der Herstellung sind; denn Titanaluminium

ist gegenüber Reintitan und auch gegenüber den für Elek-• . troden bisher eingesetzten Legierungen auf Titanbasis mit beispielsweise Zirkonium als Legierungskomponente auch schon preislich wesentlich günstiger. Hinzu kommt aber, daß das zur Anwendung kommende Titanaluminium spezifisch leichter ist als die bisher verwendeten Titanlegierungen; denn beispielsweise hat eine Titanlegierung mit 50 Gew. -fo Aluminium eine Dichte von 3*7 g/cnr, die für Elektroden bisher verwendeten Titanlegierungen aber Dichten von etwa 4,5 g/cm .

Die neuen Elektroden haben aber noch weitere Vorteile. So ist es besonders günstig, daß sich auf Titaniuminium bei erhöhten Temperaturen nur äußerst geringe und im allgemeinen nicht störende Titanoxydschichten bilden.

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 Elätrolysen und kathodischen Schutz eingesetzt werden können, sondern auch

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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.

Bei den Elektroden gemäß der Erfindung kann der Kern entweder ganz oder teilweise, d.h. an der Oberfläche aus den beschriebenen Titan-Aluminium-Legierungen bestehen. 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 galvanisch oder durch Hochvakuumbedampfung aufgebracht werden können.

In der Zeichnung ist eine Elektrode gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Elektrode, der Einfachheit halber ohne Stromanschlüsse, und Fig. 2 einen Schnitt durch diese Elektrode längs der Linie II-II mit einem Kern aus einer Titan-Alurainium-Legierung und einer Oberflächendeckschicht aus bekannten Metallen oder Legierungen. Der Kern ist durch Sintern der pulverförmigen Legierung hergestellt.

Claims (1)

1. g-'- --Cb/h s ρ r u ch

   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 Oberflächendeckschicht aus Nickel oder Wolframcarbid, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Oberfläche des Elektrodenkernes aus einer Titan-Aluminium-Legierung mit 10 bis 6o Gew.-^, vorzugsweise 20 bis 50 Gew.-^, insbesondere 25 Gew.-% bis 55 Gew.-^ Aluminium und Rest Titan neben üblichen Verunreinigungen besteht.