DE69127073T2 - Elektrolytisches entfernen von zinnoxid von einer beschichtungsanlage - Google Patents
Elektrolytisches entfernen von zinnoxid von einer beschichtungsanlageInfo
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Description
- Glas und andere transparente Materialien können mit transparenten Halbleiterfilmen, wie Zinnoxid, beschichtet werden, um Infrarotstrahlung zu reflektieren. Solche Materialien sind bei der Bereitstellung von Fenstern mit erhöhtem Dämmwert (geringerem Wärmetransport) zur Verwendung bei Baufenstern usw. nützlich; siehe beispielsweise US-E-31,708. Beschichtungen auf Glas aus Zinnoxid in Kombination mit weiteren Beschichtungen, wie ein Irisieren unterdrückende Beschichtungen, erfreuen sich nun einer Akzeptanz im Handel.
- Wenn eine Glasoberfläche mit Zinnoxid beschichtet wird, legt eine Beschichtungsanlage das Zinnoxid auf einer sich bewegenden Glasoberfläche nieder. Idealerweise wäre es wünschenswert, die Fluidstromeigenschaften der Reaktanten, die das Zinnoxid bilden, und die Abstandsbeziehung zwischen der über der sich bewegenden Glasoberfläche liegenden Oberfläche der Beschichtungsanlage so zu steuern, daß das Zinnoxid, das gebildet wird, sich nur auf der sich bewegenden Glasoberfläche niederlegen würde. In der Praxis war es nicht möglich, dies zu erreichen, mit dem Ergebnis, daß das Zinnoxid auch die Oberfläche der Beschichtungsanlage beschichtet, die über der Glasoberfläche liegt, auf der das Zinnoxid niedergelegt wird. Wenn das Zinnoxid durch Reaktion von Zinn(IV)- chlorid-Dampf mit Wasserdampf gebildet wird, bildet sich eine harte, glänzende Zinnoxidablagerung auf der Oberfläche der Beschichtungsanlage aus, die aus Graphit oder weiteren korrosionsbeständigen Materialien, wie Metallegierungen auf Nickelbasis (z.B. Inconel (Warenzeichen von Huntington Albys, Inc.) oder Hastelloy (Warenzeichen von Haynes International, Inc.)), bestehen kann.
- Nach einem Fertigungslauf muß die Oberfläche der Beschichtungsanlage gereinigt werden, bevor sie wieder verwendet wird. Im allgemeinen wird das Zinnoxid durch Kratzen entfernt. Dieses Vorgehen leidet unter gewissen Nachteilen. Die Kontur des Graphits oder Metalls wird deformiert, weil sie weicher als das Zinnoxid ist, des Graphits oder Metalls wird deformiert, weil sie weicher als das Zinnoxid ist, und Bereiche, die frei von Zinnoxid sind, werden stärker gekratzt, als Bereiche, wo das Zinnoxid anhaftet. Flecken festsitzenden Zinnoxids bleiben auf der Oberfläche und es ergibt sich nach wie vor eine unebene Oberfläche.
- Es ist bekannt, Zinkpulver und Salzsäure zu verwenden, um Zinnoxid abzuätzen. Dieses Verfahren ist jedoch weder für dicke Zinnoxidschichten etwa mit einer Dicke im Bereich von 0,5 bis 2,0 mm geeignet, noch wird es leicht über großen Flächen, etwa beispielsweise 3 m², durchgeführt.
- Kurz gesagt umfaßt die Erfindung das elektrochemische Entfernen einer Zinnoxidbeschichtung von der Oberfläche einer Beschichtungsanlage. Dies stellt sicher, daß die Oberfläche der Beschichtungsanlage nicht aufgrund der Entfernung des Zinnoxids beschädigt wird.
- Allgemein gesprochen umfaßt die Erfindung das Anordnen der mit Zinnoxid beschichteten Beschichtungsanlage in einem Elektrolysebad, damit sie als Kathode eines Paars von Zellenelektroden wirkt. Das Zinnoxid wird elektrolytisch entfernt, indem eine Blase aus Wasserstoffgas an der Grenzfläche Oberfläche der Beschichtungsanlage/Zinnoxid erzeugt wird. Der Druck des Wasserstoffgases erzwingt, daß das Zinnoxid an der Grenzfläche Oberfläche der Beschichtungsanlage/Zinnoxid von der Beschichtungsanlage wegbricht. Einiges Zinnoxid kann auch entfernt werden, indem es zu metallischem Zinn reduziert und dann gelöst wird.
- Die relative Bedeutung der beiden Entfernungsmechanismen variiert mit solchen Bedingungen, wie dem Elektrolyt, der Spannung, dem Strom und der angewendeten Temperatur.
- Die beigefügte Zeichnung stellt eine Elektrolysezelle dar, die zur Entfernung von Zinnoxid verwendet wird.
- In der einzigen Figur ist ein Querschnitt 10 einer Beschichtungsanlage aus Graphit, dessen eine Oberfläche mit einer Zinnoxidschicht 12 mit einer Dicke von 0,5 bis 2,0 mm und einer Fläche von etwa 3 m in einem Bad 14 aus verdünnter Salzsäure (ein Volumen konzentrierte HCl, 37 Gew.-%, 10 Volumen Wasser) angeordnet. Das beschichtete Graphit wirkt als Kathode. Eine weitere Elektrode 16, die ebenfalls Graphit ist, wirkt als Anode. Die elektromotorische Kraft von der Spannungsquelle 18 beträgt etwa 12 Volt Gleichspannung. Die Anode dieser bevorzugten Ausführungsform ist Graphit, weil die meisten Metalle anodisch in Lösung korrodiert würden.
- Es gibt zwei Mechanismen, durch die das Zinnoxid vom Graphit entfernt wird: (1) Das Zinnoxid wird an der Kathode zu metallischem Zinn reduziert, während der Sauerstoff mit dem Wasserstoff Wasser bildet. Das metallische Zinn wird anschließend durch die Salzsäure gelöst.
- (2) Das Graphit kann durch Risse im Zinnoxid mit dem Elektrolyt benetzt werden. Dann bildet sich im der Grenzfläche Oberfläche der Beschichtungsanlage/Zinnoxid benachbarten Bereich Wasserstoffgas und es tritt eine Druckerhöhung des Wasserstoffgases auf. Die Erhöhung des Drucks neigt dazu, das Zinnoxid von der Oberfläche des Graphits wegzusprengen oder wegzubrechen.
- Säureelektrolyte, wie Salzsäure, neigen dazu, die Lösung zu verstärken, während Neutralsalzelektrolyte, wie Natrium- oder Ammoniumsalze, das Abblättern durch Gasblasen begünstigt. Im allgemeinen steigern Bedingungen, die die Bildung von Wasserstoffgas an der Oberfläche der Beschichtungsanlage begünstigen, den Gasblasenmechanismus.
- Obwohl unter Bezugnahme auf spezielle Verfahrensbedingungen und spezielle Elektroden beschrieben, erkennen Fachleute auf dem Gebiet, daß andere Elektrolyte und Elektroden verwendet werden können und innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung liegen.
Claims (5)
1. Verfahren zum elektrolytischen Entfernen von Zinnoxid von
einer Oberfläche einer Beschichtungsanlage, welches umfaßt:
- Bereitstellen einer Elektrolysezelle mit einem Elektrolyt und
einem Paar Elektroden, wobei die mit Zinnoxid beschichtete
Oberfläche als Kathode und die andere Elektrode als Anode wirkt,
- Anlegen einer Spannung an den Elektroden,
- Bilden von Wasserstoffgas in dem Bereich, der der
Kontaktfläche von Oberfläche der Beschichtungsanlage und Zinnoxid
benachbart ist, und
- Erhöhen des Drucks des Wasserstoffgases, um zu erzwingen,
daß das Zinnoxid von der Oberfläche der Beschichtungsanlage
wegbricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die mit Zinnoxid be
schichtete Oberfläche Graphit ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die als Anode wirkende
andere Elektrode ebenfalls Graphit ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
das Elektrolyt ein Neutralsalzelektrolyt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Elektrolyt ein
Natrium- oder Ammoniumsalz ist.
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