NO862524L - ANODE INCLUDING A SUBSTRATE WITH A METAL ALLOY COAT, AND USE OF THE ANOD. - Google Patents
ANODE INCLUDING A SUBSTRATE WITH A METAL ALLOY COAT, AND USE OF THE ANOD.Info
- Publication number
- NO862524L NO862524L NO862524A NO862524A NO862524L NO 862524 L NO862524 L NO 862524L NO 862524 A NO862524 A NO 862524A NO 862524 A NO862524 A NO 862524A NO 862524 L NO862524 L NO 862524L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- metal alloy
- amorphous metal
- anode
- alloys
- rhodium
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 17
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 claims description 45
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 44
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 24
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 20
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 20
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 20
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 14
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 13
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 13
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 10
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 5
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical class [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical class OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- NHYCGSASNAIGLD-UHFFFAOYSA-N Chlorine monoxide Chemical class Cl[O] NHYCGSASNAIGLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001805 chlorine compounds Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910001902 chlorine oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 6
- 229910001096 P alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 4
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 4
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- 229940021013 electrolyte solution Drugs 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Chemical group 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000629 Rh alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGKMWBIFNQLOKM-UHFFFAOYSA-N [O].[Cl] Chemical compound [O].[Cl] WGKMWBIFNQLOKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M caesium chloride Chemical compound [Cl-].[Cs+] AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000010290 vacuum plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C45/00—Amorphous alloys
- C22C45/003—Amorphous alloys with one or more of the noble metals as major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
- C25B11/091—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds
Description
Det tekniske områdeThe technical area
Den foreliggende oppfinnelse angår nye amorfe metall-legeringer som kan betraktes som metalliske og som er elektrisk ledende. Amorfe metallegeringsmaterialer er blitt av interesse i de senere år på grunn av deres særpregede kombinasjoner av mekaniske, kjemiske og elektriske egenskaper som er spesielt velegnede for nylig oppståtte anvendelser. Amorfe metallmaterialer har sammensetnings-messig varierbare egenskaper, høy hardhet og styrke, flek-sibilitet, bløte magnetiske og ferroelektroniske egenskaper, meget høy bestandighet mot korrosjon og slitasje, uvanlige legeringssammensetninger og høy motstand mot beskadigelse ved bestråling. Disse egenskaper erønskelige for slike anvendelser som for lavtemperatursveiselegeringer, magnetiske boblelagre, høyfeltsuperledende innretninger og bløte magnetiske materialer for krafttransformatorkjerner. The present invention relates to new amorphous metal alloys which can be considered metallic and which are electrically conductive. Amorphous metal alloy materials have become of interest in recent years due to their distinctive combinations of mechanical, chemical and electrical properties that are particularly suitable for newly emerging applications. Amorphous metal materials have compositionally variable properties, high hardness and strength, flexibility, soft magnetic and ferroelectronic properties, very high resistance to corrosion and wear, unusual alloy compositions and high resistance to damage by irradiation. These properties are desirable for such applications as low-temperature welding alloys, magnetic bubble bearings, high-field superconducting devices, and soft magnetic materials for power transformer cores.
På grunn av deres bestandighet mot korrosjon er de amorfe metallegeringer ifølge den foreliggende oppfinnelse spesielt anvendbare som elektroder ved halogenutviklingsprosesser, som beskrevet i patentsøkerens US patentsøknad nr, 705687. Andre anvendelser som elektroder innbefatter produksjon av fluor, klorat, perklorat eller elektrokjemisk fluorering av organiske forbindelser. Disse legeringer kan også anvendes som hydrogengjennomtrengelige membraner. Because of their resistance to corrosion, the amorphous metal alloys of the present invention are particularly useful as electrodes in halogen evolution processes, as described in applicant's US Patent Application No. 705687. Other applications as electrodes include the production of fluorine, chlorate, perchlorate or electrochemical fluorination of organic compounds . These alloys can also be used as hydrogen-permeable membranes.
Teknikkens standState of the art
Den særpregede kombinasjon av egenskaper som oppvises av amorfe metallegeringsmaterialer, kan tilskrives den uordnede atomstruktur for amorfe materialer som sikrer at materialet er kjemisk homogent og fritt for de utstrakte defekter som vites å begrense oppførselen til krystallinske materialer. The distinctive combination of properties exhibited by amorphous metal alloy materials can be attributed to the disordered atomic structure of amorphous materials which ensures that the material is chemically homogeneous and free of the extended defects known to limit the behavior of crystalline materials.
I alminnelighet blir amorfe materialer dannet ved hurtig avkjøling av materialet fra smeltet tilstand. En slik avkjøling finner sted ved hastigheter av størrelses-ordenen 10^°C/sek. Metoder som gir slike avkjølingshastig-heter innbefatter påspruting, vakuumfordampning, plasma-sprøyting og direkte bråkjøling fra flytende tilstand. Direkte bråkjøling fra flytende tilstand har oppnådd den største kommersielle fremgang fordi en rekke legeringer er kjente som ved hjelp av denne meotde kan fremstilles i forskjellige former, som tynne filmer, bånd eller tråder. In general, amorphous materials are formed by rapid cooling of the material from the molten state. Such cooling takes place at rates of the order of 10^°C/sec. Methods that provide such cooling rates include spraying, vacuum evaporation, plasma spraying and direct quenching from the liquid state. Direct quenching from the liquid state has achieved the greatest commercial progress because a number of alloys are known which, by means of this method, can be produced in various forms, such as thin films, ribbons or threads.
I US patent 3856513 er nye metallegeringsmaterialer beskrevet som er blitt oppnådd ved direkte bråkjøling fra smeltet tilstand, og US patentet innbefatter en generell omtale av denne prosess. I patentet er magnetiske amorfe metallegeringer beskrevet som er blitt fremstilt ved at legeringen er blitt utsatt for hurtig avkjøling fra en tem-peratur over dens smeltetemperatur. En strøm av det smeltede metall ble ledet inn i nippet for roterende dobbeltvalser som ble holdt ved værelsetemperatur. Det bråkjølte metall som ble oppnådd i form av et bånd, var i det vesentlige amorft, hvilket ble påvist ved røntgendif-fraksjonsmålinger, og det var duktilt og hadde en strekk-fasthet av 2415 MPa. In US patent 3856513, new metal alloy materials are described which have been obtained by direct quenching from the molten state, and the US patent includes a general discussion of this process. In the patent, magnetic amorphous metal alloys are described which have been produced by subjecting the alloy to rapid cooling from a temperature above its melting temperature. A stream of the molten metal was fed into the nip of rotating twin rolls which were kept at room temperature. The quenched metal obtained in the form of a ribbon was essentially amorphous as demonstrated by X-ray diffraction measurements, and it was ductile and had a tensile strength of 2415 MPa.
I US patent 4036638 er binære amorfe legeringer av jern eller kobolt og bor beskrevet. De beskrevne amorfe legeringer ble fremstilt ved hjelp av en vakuumsmeltestøpe-prosess hvor smeltet legering ble utstøtt gjennom en åpning og mot en roterende sylinder under et delvakuum av ca. In US patent 4036638, binary amorphous alloys of iron or cobalt and boron are described. The described amorphous alloys were produced using a vacuum melt casting process where molten alloy was ejected through an opening and towards a rotating cylinder under a partial vacuum of approx.
100 millitorr. Slike amorfe legeringer ble oppnådd som kon-tinuerlige bånd, og alle oppviste høy mekanisk hardhet og duktilitet. 100 millitorr. Such amorphous alloys were obtained as continuous bands, and all exhibited high mechanical hardness and ductility.
De ovenfor beskrevne amorfe metallegeringer er ikke blitt foreslått for anvendelse som elektroder for elektrolyseprosesser i motsetning til legeringene som anvendes for den praktiske utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Hva gjelder fremgangsmåter for klorutvikling fra klorid-oppløsninger, er visse palladium-fosforbaserte metallegeringer blitt fremstilt og beskrevet i US patent 4339270 som beskriver en rekke ternære amorfe metallegeringer som består av 10-40 atom% fosfor og/eller silicium og 90-60 atom% av to eller flere av palladium, rhodium eller platina. Ytterligere elementer som kan være tilstede, innbefatter titan, zirkonium, niob, tantal og/eller iridium. Legeringene kan anvendes som elektroder for elektrolyse, og i patentet er høy korrosjonsmotstand ved elektrolyse av halogenidoppløsninger rapportert. The above described amorphous metal alloys have not been proposed for use as electrodes for electrolysis processes in contrast to the alloys used for the practical implementation of the present invention. Regarding methods for chlorine evolution from chloride solutions, certain palladium-phosphorus based metal alloys have been prepared and described in US patent 4339270 which describes a series of ternary amorphous metal alloys consisting of 10-40 atomic % phosphorus and/or silicon and 90-60 atomic % of two or more of palladium, rhodium or platinum. Additional elements that may be present include titanium, zirconium, niobium, tantalum and/or iridium. The alloys can be used as electrodes for electrolysis, and in the patent high corrosion resistance during electrolysis of halide solutions is reported.
De anodiske egenskaper for disse legeringer er blitt undersøkt av tre av patentinnehaverne, M. Hara, The anodic properties of these alloys have been investigated by three of the patent holders, M. Hara,
K. Hashimoto og T. Masumoto, og er blitt rapportert i forskjellige tidsskrifter. I en slik publikasjon med tittelen "The Anodic Polarization Behaviour of Amorphous Pd-Ti-P Alloys in NaCl Solution" Electrochimica Acta, 25^, s- 1215-1220 (1980), beskrives reaksjonen mellom palladiumflis og fosfor ved forhøyede temperaturer under dannelse av palladium-fosfid som derefter smeltes sammen med titan. Den oppnådde legering ble derefter formet til bånd med en tykkelse av 10-30^,um ved hjelp av rotasjonshjulmetoden. K. Hashimoto and T. Masumoto, and has been reported in various journals. In one such publication entitled "The Anodic Polarization Behavior of Amorphous Pd-Ti-P Alloys in NaCl Solution" Electrochimica Acta, 25^, p- 1215-1220 (1980), the reaction between palladium chips and phosphorus at elevated temperatures is described with the formation of palladium phosphide which is then fused with titanium. The resulting alloy was then formed into ribbons with a thickness of 10-30 µm by the rotary wheel method.
"Anodic Characteristics of Amorphous Ternary Palladium-Phosphorus Alloys Containing Ruthenium, Rhodium, Iridium, or Platinum in a Hot Concentrated Sodium Chloride Solution", rapportert i Journal of Applied Electrochemistry 13, "Anodic Characteristics of Amorphous Ternary Palladium-Phosphorus Alloys Containing Ruthenium, Rhodium, Iridium, or Platinum in a Hot Concentrated Sodium Chloride Solution", reported in Journal of Applied Electrochemistry 13,
s. 295-306 (1983), beskriver de legeringer som er angitt i tittelen, og disse er igjen blitt fremstilt ved hjelp av rotasjonshjulmetoden fra smeltet tilstand. Palladium-siliciumlegeringer ble også fremstilt og bedømt, men de viste seg å være utilfredsstillende som anoder. De rapporterte anodelegeringer viste seg å være mer korrosjonsbestandige og hadde en høyere kloraktivitet og lavere oxygenaktivitet enn DSA. pp. 295-306 (1983), describes the alloys indicated in the title, and these have again been produced by the rotary wheel method from the molten state. Palladium-silicon alloys were also prepared and evaluated, but they proved unsatisfactory as anodes. The reported anode alloys were found to be more corrosion resistant and had a higher chlorine activity and lower oxygen activity than DSA.
Endelig er i "Anodic Characteristics of Amorphous Palladium-Iridium-Phosphorus Alloys in a Hot Concentrated Sodium Chloride Solution" rapportert i Journal of Non-Crystalline Solids, 5_4, s. 85-100 (1983), slike legeringer beskrevet som også ble fremstilt ved hjelp av rotasjonshjulmetoden. Igjen ble moderat korrosjonsbestandighet, høy kloraktivitet og lav oxygenaktivitet rapportert. Finally, in "Anodic Characteristics of Amorphous Palladium-Iridium-Phosphorus Alloys in a Hot Concentrated Sodium Chloride Solution" reported in Journal of Non-Crystalline Solids, 5_4, pp. 85-100 (1983), such alloys are described which were also prepared by using the rotary wheel method. Again, moderate corrosion resistance, high chlorine activity and low oxygen activity were reported.
Forfatterne fant at disse legeringers elektrokatalyt-iske selektivitet var betydelig høyere enn for de kjente dimensjonsstabile anoder (DS,a) som består av en oxydblanding av ruthenium og titan båret på metallisk titan. En ulempe ved DSA er at elektrolyse av natriumklorid ikke er full-stendig selektiv for klor og at endel oxygen blir produsert. De rapporterte legeringer var mindre aktive for oxygenut-vikling enn DSA. The authors found that the electrocatalytic selectivity of these alloys was significantly higher than that of the known dimensionally stable anodes (DS,a) which consist of an oxide mixture of ruthenium and titanium supported on metallic titanium. A disadvantage of DSA is that electrolysis of sodium chloride is not completely selective for chlorine and that oxygen is produced. The reported alloys were less active for oxygen evolution than DSA.
Dimensjonsstabile anoder er beskrevet i de følgende tre tidligere US patenter, US patenter nr. 3234110, Dimensionally stable anodes are described in the following three prior US patents, US Patent No. 3234110,
nr. 3236756 og nr. 3771385. I US patent nr. 3234110 er en elektrode beskrevet som omfatter titan eller en titan-legeringskjerne i det minste delvis belagt med titanoxyd, No. 3,236,756 and No. 3,771,385. In US Patent No. 3,234,110, an electrode is described comprising titanium or a titanium alloy core at least partially coated with titanium oxide,
og dette belegg er på sin side forsynt med et edelmetall-belegg, som et belegg av platina, rhodium, iridium eller legeringer derav. and this coating is in turn provided with a precious metal coating, such as a coating of platinum, rhodium, iridium or alloys thereof.
I US patent nr. 3236756 er en elektrode beskrevet som omfatter en titankjerne, et porøst belegg på denne og bestående av platina og/eller rhodium, og et lag av titanoxyd på kjernen på de steder hvor belegget er porøst. In US patent no. 3236756, an electrode is described which comprises a titanium core, a porous coating on this and consisting of platinum and/or rhodium, and a layer of titanium oxide on the core in the places where the coating is porous.
US patent nr. 3771385 angår elektroder som omfatterUS Patent No. 3,771,385 relates to electrodes comprising
en kjerne av filmdannende metall bestående av titan, tantal, zirkonium, niob eller wolfram, med et utvendig lag av et metalloxyd av minst ett platinametall fra gruppen bestående av platina, iridium, rhodium, palladium, ruthenium og osmium. a core of film-forming metal consisting of titanium, tantalum, zirconium, niobium or tungsten, with an outer layer of a metal oxide of at least one platinum metal from the group consisting of platinum, iridium, rhodium, palladium, ruthenium and osmium.
Alle disse tre elektroder kan anvendes for elektrolyseprosesser selv om de til forskjell fra anodene ifølge den foreliggende oppfinnelse ikke er amorfe. Til tross for teknikkens stand innen området amorfe metallegeringer har det således ikke tidligere forekommet noen veiledning angående bruk av nye rhodiumbaserte amorfe metallegeringer som anoder for halogenutviklingsprosesser. De her spesielt beskrevne legeringer er ekstremt korrosjonsbestandige og i det vesentlige 100% selektive for klor. All three of these electrodes can be used for electrolysis processes even if, unlike the anodes according to the present invention, they are not amorphous. Thus, despite the state of the art in the field of amorphous metal alloys, there has previously been no guidance regarding the use of new rhodium-based amorphous metal alloys as anodes for halogen evolution processes. The alloys specifically described here are extremely corrosion resistant and essentially 100% selective for chlorine.
Oppsummering av oppfinnelsenSummary of the invention
De nye amorfe metallegeringer ifølge oppfinnelsen er basert på rhodium og har de følgende formler: The new amorphous metal alloys according to the invention are based on rhodium and have the following formulas:
Rh A IRh A I
r a r a
hvoriin which
A er B, P, As eller blandinger derav,A is B, P, As or mixtures thereof,
r er 50-96%, r is 50-96%,
a er 4-50%, ellera is 4-50%, or
hvori in which
D er Ir, Pd, Ru, Ti, Zr, Nb, Ta, Y, Hf eller blandinger derav, D is Ir, Pd, Ru, Ti, Zr, Nb, Ta, Y, Hf or mixtures thereof,
r er 50-96%, r is 50-96%,
b er 4-50%,b is 4-50%,
d er 0-60%, ogd is 0-60%, and
r+b+d = 100.r+b+d = 100.
De ovenstående nye amorfe metallegeringer anvendes som anoder ved en prosess for elektrolyse av halogenidholdige elektrolyttoppløsninger. En slik prosess omfatter det trinn at de halogenidholdige oppløsninger elektrolyseres i en elektrolysecelle med en på rhodium basert amorf metallanode valgt fra gruppen bestående av RhrA - og Rh^^D^-legeringer hvori The above new amorphous metal alloys are used as anodes in a process for the electrolysis of halide-containing electrolyte solutions. Such a process comprises the step of electrolysing the halide-containing solutions in an electrolysis cell with a rhodium-based amorphous metal anode selected from the group consisting of RhrA - and Rh^^D^ alloys in which
A er B, P, As eller blandinger derav,A is B, P, As or mixtures thereof,
D er Ir, Pd, Ru, Ti, Zr, Nb, Ta, Y, Hf eller blandinger derav, D is Ir, Pd, Ru, Ti, Zr, Nb, Ta, Y, Hf or mixtures thereof,
r er 50-96, r is 50-96,
a er 4-50,a is 4-50,
d er 0-60, ogd is 0-60, and
r+b+d = 100.r+b+d = 100.
Foretrukken utførelsesform av oppfinnelsenPreferred embodiment of the invention
I henhold til den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes nye rhodiumbaserte amorfe metallegeringer med formlene: According to the present invention, new rhodium-based amorphous metal alloys are provided with the formulas:
hvori A er B, P, As eller blandinger derav, where A is B, P, As or mixtures thereof,
r er 50-96%, r is 50-96%,
a er 4-50%,a is 4-50%,
elleror
hvori in which
D er Ir, Pd, Ru, Ti, Zr, Nb, Ta, Y, Hf eller blandinger derav, D is Ir, Pd, Ru, Ti, Zr, Nb, Ta, Y, Hf or mixtures thereof,
r er 50-96%, r is 50-96%,
b er 4-50%,b is 4-50%,
d er 0-60%, ogd is 0-60%, and
r+b+d=100.r+b+d=100.
Metallegeringene kan være binære eller ternære, ogThe metal alloys can be binary or ternary, and
i det førstnevnte tilfelle er visse ternære elementer valg-frie. Anvendelsen av uttrykket "amorfe metallegeringer" skal her betegne amorfe metallholdige legeringer som også kan omfatte ett eller flere av de ovennevnte ikke-metalliske elementer. Amorfe metallegeringer kan således innbefatte ikke-metalliske elementer, som bor, silicium, fosfor eller carbon. Flere foretrukne kombinasjoner av elementer innbefatter Rh/P, Rh/B, Rh/As; Rh/P/B; Rh/B/Ru og Rh/B/Ti. Denne liste er ikke ment å være begrensende, men er bare fremsatt som et eksempel. in the former case certain ternary elements are optional. The use of the term "amorphous metal alloys" shall here denote amorphous metal-containing alloys which may also include one or more of the above-mentioned non-metallic elements. Amorphous metal alloys can thus include non-metallic elements, such as boron, silicon, phosphorus or carbon. More preferred combinations of elements include Rh/P, Rh/B, Rh/As; Rh/P/B; Rh/B/Ru and Rh/B/Ti. This list is not intended to be limiting, but is merely presented as an example.
Det har som del av den foreliggende oppfinnelse vist seg at forskjeller i korrosjonsbestandigheten og elektrokjemiske egenskaper foreligger mellom de krystallinske og amorfe faser for disse legeringer. For eksempel er forskjellige overspenningsegenskaper for oxygen-klor- og hydrogenutvikling, underspenningsforskjeller ved elektrokjemisk absorpsjon av hydrogen og korrosjonsbestandighet under anodisk forspenning alle blitt iakttatt og rapportert i de ovennevnte samtidig svevende søknader. As part of the present invention, it has been shown that differences in the corrosion resistance and electrochemical properties exist between the crystalline and amorphous phases for these alloys. For example, different overvoltage characteristics for oxygen-chlorine and hydrogen evolution, undervoltage differences in electrochemical absorption of hydrogen, and corrosion resistance under anodic bias have all been observed and reported in the above co-pending applications.
Til forskjell fra eksisterende amorfe metallegeringer som er kjente innen teknikken, er legeringene ifølge den foreliggende oppfinnelse ikke basert på palladium selv om palladium kan være tilstede som en mindre komponent. Da de dessuten er amorfe, er legeringene ikke begrenset til en spesiell geometri eller til eutektiske sammensetninger. Unlike existing amorphous metal alloys known in the art, the alloys according to the present invention are not based on palladium even though palladium may be present as a minor component. Moreover, being amorphous, the alloys are not limited to a particular geometry or to eutectic compositions.
De amorfe metallegeringer ifølge den foreliggende oppfinnelse er nye dels på grunn av at de relative mengder av komponentelementene er særpregede. Kjente amorfe legeringer har enten ikke inneholdt de identiske elementer eller har ikke inneholdt de samme atomprosenter av disse. Det antas at den elektrokjemiske aktivitet og korrosjonsbestandighet som særpreger disse legeringer kan tilskrives den særpregede kombinasjon av elementer og deres respektive mengder. The amorphous metal alloys according to the present invention are new partly because the relative amounts of the component elements are distinctive. Known amorphous alloys have either not contained the identical elements or have not contained the same atomic percentages of these. It is believed that the electrochemical activity and corrosion resistance that characterize these alloys can be attributed to the distinctive combination of elements and their respective amounts.
Disse legeringer kan fremstilles ved hjelp av hvilke som helst av standardmetodene for fremstilling av amorfe metallegeringer. Således kan en hvilken som helst mekanisk eller kjemisk metode, som fordampning, kjemisk og/eller mekanisk spaltning, ioneknippeelektronstråle- eller på-sprutingsprosess anvendes. Den amorfe legeringen kan fore-ligge i massiv form, pulverform eller som en tynn film, og den kan være selvbærende eller festet til et substrat. Sporforurensninger, som 0, N, S, Se, Te og Ar, forventes ikke alvorlig å innvirke på fremstillingen av og oppførselen til materialene. Den eneste begrensning som settes til de omgivelser hvori materialene fremstilles eller anvendes, These alloys can be made by any of the standard methods for making amorphous metal alloys. Thus, any mechanical or chemical method, such as evaporation, chemical and/or mechanical cleavage, ion beam electron beam or sputtering process can be used. The amorphous alloy can be in solid form, powder form or as a thin film, and it can be self-supporting or attached to a substrate. Trace impurities, such as O, N, S, Se, Te and Ar, are not expected to seriously affect the fabrication and behavior of the materials. The only limitation placed on the environment in which the materials are manufactured or used,
er at temperaturen under begge trinn skal være lavere enn krystallisasjonstemperaturen for den amorfe metallegering. is that the temperature during both steps must be lower than the crystallization temperature for the amorphous metal alloy.
Den amorfe metallegering ifølge oppfinnelsen er spesielt egnet som belegg på substratmetaller som til slutt vil bli anvendt som anoder for forskjellige elektrokjemiske prosesser for fremstilling av halogener. Minst ett foretrukket substrat for anvendelse som elektrode er titan selv om andre metaller og forskjellige ikke-metaller også The amorphous metal alloy according to the invention is particularly suitable as a coating on substrate metals which will ultimately be used as anodes for various electrochemical processes for the production of halogens. At least one preferred substrate for use as an electrode is titanium, although other metals and various non-metals as well
er egnede avhengig av de beregnede anvendelser. Substratet er primært nyttig ved at det gir støtte for de amorfe metallegeringer, og det kan derfor også være et ikke-ledende eller halvledende materiale. Belegget blir lett avsatt på substratet ved påsprutning, hvilket er eksemplifisert nedenfor. Beleggtykkelsene er ikke av avgjørende betydning og kan variere sterkt, for eksempel opp til lOO^um, selv om andre tykkelser ikke nødvendigvis er utelukket så lenge disse er praktiske for den beregnede anvendelse. En nyttig tykkelse som er eksemplifisert nedenfor, er 3000 Å. are suitable depending on the intended applications. The substrate is primarily useful in that it provides support for the amorphous metal alloys, and it can therefore also be a non-conductive or semi-conductive material. The coating is easily deposited on the substrate by spraying, which is exemplified below. The coating thicknesses are not of decisive importance and can vary greatly, for example up to 100 µm, although other thicknesses are not necessarily excluded as long as these are practical for the intended application. A useful thickness exemplified below is 3000 Å.
Det vil forstås at den ønskede tykkelse i en vissIt will be understood that the desired thickness in a certain
grad er avhengig av fremstillingsprosessen for elektroden og også i en viss grad av den beregnede anvendelse. En selvbærende eller ikke-understøttet elektrode, som for eksempel fremstilt ved væskebråkjøling, kan således ha en tykkelse av ca. lOO^um. En amorf legeringselektrode kan også fremstilles ved å presse den amorfe legering, i form av pulver, til en på forhånd bestemt form, og den kan også degree depends on the manufacturing process for the electrode and also to a certain extent on the intended application. A self-supporting or unsupported electrode, such as produced by liquid quenching, can thus have a thickness of approx. lOO^um. An amorphous alloy electrode can also be produced by pressing the amorphous alloy, in the form of powder, into a predetermined shape, and it can also
være tilstrekkelig tykk til at den vil være selvbærende.be sufficiently thick that it will be self-supporting.
Når en påsprutningsprosess anvendes, kan forholdsvis tynne lag avsettes, og disse vil fortrinnsvis være understøttet av et egnet substrat, som angitt ovenfor. Det vil således forstås at den egentlige elektrode ifølge oppfinnelsen er den amorfe metallegering uaktet om denne er understøttet eller uunderstøttet. Dersom et meget tynt lag anvendes, When a sputtering process is used, relatively thin layers can be deposited, and these will preferably be supported by a suitable substrate, as indicated above. It will thus be understood that the actual electrode according to the invention is the amorphous metal alloy regardless of whether it is supported or unsupported. If a very thin layer is used,
kan en støtte være fordelaktig eller endog nødvendig for å oppnå strukturmessig sammenheng. support may be beneficial or even necessary to achieve structural coherence.
Uaktet anvendelsen av de amorfe metallegeringer, i form av et belegg eller som et massivt produkt, er legeringene i det vesentlige amorfe. Betegnelsen "i det vesentlige" skal her i forbindelse med de amorfe metallegeringer betegne at disse er minst 50% amorfe. Metallegeringen er fortrinnsvis minst 80% amorf, og mest foretrukket ca. 100% amorf, som påvist ved hjelp av røntgendiffraksjonsanalyse. Regardless of the application of the amorphous metal alloys, in the form of a coating or as a solid product, the alloys are essentially amorphous. The term "essentially" here in connection with the amorphous metal alloys means that these are at least 50% amorphous. The metal alloy is preferably at least 80% amorphous, and most preferably approx. 100% amorphous, as demonstrated by X-ray diffraction analysis.
Ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes også en fremgangsmåte for fremstilling av halogener fra halogenidholdige oppløsninger under anvendelse av de her beskrvne nye amorfe metallegeringer som anoder. En slik fremgangsmåte innbefatter det trinn at elektrolyse av de halogenidholdige oppløsninger utføres i en elektrolysecelle med en på rhodium basert amorf metallanode fra gruppen bestående av Rh^A^- og Rh^B^D^-legeringer, hvori The present invention also provides a method for producing halogens from halide-containing solutions using the new amorphous metal alloys described here as anodes. Such a method includes the step that electrolysis of the halide-containing solutions is carried out in an electrolysis cell with a rhodium-based amorphous metal anode from the group consisting of Rh^A^ and Rh^B^D^ alloys, in which
A er B, P, As eller blandinger derav,A is B, P, As or mixtures thereof,
D er Ir, Pd, Ru, Ti, Zr, Nb, Ta, Y, Hf eller blandinger derav, D is Ir, Pd, Ru, Ti, Zr, Nb, Ta, Y, Hf or mixtures thereof,
r er 50-96, r is 50-96,
a er 4-50,a is 4-50,
d er 0-60, ogd is 0-60, and
r+b+d = 100.r+b+d = 100.
En spesiell reaksjon som kan finne sted ved anodenA special reaction that can take place at the anode
ved klorutviklingsprosessen, er som følger:by the chlorine evolution process, are as follows:
På lignende måte kan den tilsvarende reaksjon på katoden være, men ikke nødvendigvis begrenset til: Similarly, the corresponding reaction at the cathode may be, but is not necessarily limited to:
Som angitt ovenfor er de her anvendte amorfe metallegeringer i det vesentlige 100% selektive for klor sammenlignet med ca. 97% for DSA-materiale. Denne økede aktivitet har to betydelige konsekvenser. For det første er klorutviklings-utbyttet (pr. elektrisk energitilførselsenhet) ca. 100%, As indicated above, the amorphous metal alloys used here are essentially 100% selective for chlorine compared to approx. 97% for DSA material. This increased activity has two significant consequences. Firstly, the chlorine development yield (per electrical energy supply unit) is approx. 100%,
og dette er en forbedring på ca. 3% eller ennu bedre. For det annet kan separeringstrinn sløyfes på grunn av det neglisjerbare oxygeninnhold. and this is an improvement of approx. 3% or even better. Secondly, separation steps can be skipped due to the negligible oxygen content.
Gjennomsnittsfagmannen vil forstå at en rekke forskjellige halogenidholdige oppløsninger kan anvendes istedenfor natriumklorid, som for eksempel kaliumklorid, lithiumklorid, cesiumklorid, hydrogenklorid, jernklorid, sinkklorid eller kobberklorid etc. Produkter i tillegg til klor kan også innbefatte for eksempel klorater, perklorater eller andre kloroxyder. På lignende måte kan andre halogenider være tilstede istedenfor klorider, og således kan andre produkter bli utviklet. Den foreliggende oppfinnelse er derfor ikke begrenset til anvendelse i noen spesiell halogenidholdig oppløsning. The average person skilled in the art will understand that a number of different halide-containing solutions can be used instead of sodium chloride, such as potassium chloride, lithium chloride, cesium chloride, hydrogen chloride, ferric chloride, zinc chloride or copper chloride, etc. Products in addition to chlorine can also include, for example, chlorates, perchlorates or other chlorine oxides. Similarly, other halides may be present instead of chlorides, and thus other products may be developed. The present invention is therefore not limited to use in any particular halide-containing solution.
Elektrolyseprosessen kan utføres under standard be-tingelser som er kjente for fagfolk. Disse innbefatter temperaturer mellom 0 og 100°C, idet 60-90°C er et foretrukket område, spenninger i området 1,10-1,7 V og strøm-tettheter innen området 10-1000 mA/dm 2. Elektrolyttopp-løsninger (vandige) har i alminnelighet en pH av 1-6 og molare konsentrasjoner av 0,5-4 M. Cellekonstruksjonen er ikke av avgjørende betydning for utførelse av fremgangs-måten og utgjør derfor ikke en begrensning av den foreliggende oppfinnelse. The electrolysis process can be carried out under standard conditions known to those skilled in the art. These include temperatures between 0 and 100°C, with 60-90°C being a preferred range, voltages in the range 1.10-1.7 V and current densities within the range 10-1000 mA/dm 2. Electrolyte solutions ( aqueous) generally have a pH of 1-6 and molar concentrations of 0.5-4 M. The cell construction is not of decisive importance for carrying out the method and therefore does not constitute a limitation of the present invention.
I de nedenstående eksempler ble seks rhodiumbaserte amorfe metallegeringer fremstilt ved hjelp av radiofrekvens-påsprutning i argongass. En 5,1 cm forsknings-S-pistol fremstilt av Sputtered Films, Inc. ble anvendt. Som kjent kan også DC-påsprutning anvendes. På hvert av eksemplene ble et titansubstrat anordnet for å motta avsetningen av den påsprutede amorfe legering. Avstanden mellom målet og substratet var i hvert tilfelle ca. 10 cm. Hver legerings sammensetning ble bekreftet ved røntgenanalyse og var amorf overfor denne. In the examples below, six rhodium-based amorphous metal alloys were produced by means of radio frequency sputtering in argon gas. A 5.1 cm research S-gun manufactured by Sputtered Films, Inc. was used. As is known, DC spraying can also be used. On each of the examples, a titanium substrate was arranged to receive the deposit of the sputtered amorphous alloy. The distance between the target and the substrate was in each case approx. 10 cm. Each alloy's composition was confirmed by X-ray analysis and was amorphous to this.
De seks legeringer som er rapportert i Tabell I . ble hver separat anvendt i en 4M NaCl-oppløsning for utvikling av klor da en anodisk forspenning ble påført på oppløsningen. Spenninger ble skrevet ned og korrosjonshastigheter for hver legering ble bestemt og er gjengitt i den nedenstående Tabell II. The six alloys reported in Table I. were each separately used in a 4M NaCl solution to evolve chlorine when an anodic bias was applied to the solution. Stresses were written down and corrosion rates for each alloy were determined and are reproduced in Table II below.
For å påvise den overlegne korrosjonsbestandighet som oppvises av legeringsanoden ifølge oppfinnelsen, ble korrosjonshastigheter bestemt for fem forskjellige anoder for sammenlignings skyld. De sammenlignede anoder innbefattet: To demonstrate the superior corrosion resistance exhibited by the alloy anode of the invention, corrosion rates were determined for five different anodes for comparison. The anodes compared included:
palladium, en amorf Pd/Si-legering og en amorf Pd/Ir/Rh/P-legering, begge rapportert av Hara og medarbeidere, en DSA rapportert av Novak og medarbeidere, og en amorf Pd/Ir/Ti/P-legering rapporter av Hara og medarbeidere, men fremstilt på den måte som er beskrevet ovenfor. De respektive korrosjonshastigheter for disse anoder ved 1000 A/m 2 i 4M NaCl ved 80°C og en pH av 4 ble målt og er gjengitt i den nedenstående Tabell III. palladium, an amorphous Pd/Si alloy and an amorphous Pd/Ir/Rh/P alloy, both reported by Hara and coworkers, a DSA reported by Novak and coworkers, and an amorphous Pd/Ir/Ti/P alloy reports by Hara et al., but produced in the manner described above. The respective corrosion rates for these anodes at 1000 A/m 2 in 4M NaCl at 80°C and a pH of 4 were measured and are reproduced in Table III below.
De data som er rapportert for anoden a-Pd^gg^Si^Q) The data reported for the anode a-Pd^gg^Si^Q)
ble anslått ut fra gitte polarisasjonsdata i forhold til Pd. Anoden a_p<^ ( 4^)Ir (3Q) Rn (^o)^ (19) var ^et mest korrosjonsbestandige materiale, som rapportert i Journal of Non-Crystalline Solids. Det fremgår av Tabell II og III at was estimated from given polarization data relative to Pd. The anode a_p<^ ( 4^)Ir (3Q) Rn (^o)^ (19) was ^a most corrosion-resistant material, as reported in the Journal of Non-Crystalline Solids. It appears from Tables II and III that
tre av de amorfe metallegeringsanoder ifølge oppfinnelsen viste seg å oppvise betydelig bedre korrosjonshastigheter enn noen av de kjente anodematerialer. three of the amorphous metal alloy anodes according to the invention proved to exhibit significantly better corrosion rates than any of the known anode materials.
De ovenstående eksempler viser således sammensetningen og anvendelsen av nye rhodiumbaserte amorfe metallegeringer. Som bemerket og påvist ovenfor kan de amorfe legeringer ifølge oppfinnelsen anvendes som elektroder for forskjellige elektrokjemiske prosesser. Den overlegne bestandighet for andre amorfe legeringer mot korrosjon når de anvendes på denne måte, er blitt påvist i den ovennevnte samtidig svevende US patentsøknad nr. 705687. Det kan ut fra denne ekstrapoleres at elektroder som omfatter amorfe legeringer ifølge oppfinnelsen, også vil være sterkt motstandsdyktige mot korrosjon ved elektrolyseprosesser. The above examples thus show the composition and application of new rhodium-based amorphous metal alloys. As noted and demonstrated above, the amorphous alloys according to the invention can be used as electrodes for various electrochemical processes. The superior corrosion resistance of other amorphous alloys when used in this manner has been demonstrated in the above co-pending US Patent Application No. 705687. It can be extrapolated from this that electrodes comprising amorphous alloys according to the invention will also be highly resistant against corrosion in electrolysis processes.
Selv om legeringene ifølge oppfinnelsen ble fremstilt ved hjelp av en påsprutningsmetode som er et nyttig middel for å avsette legeringen på et metallsubstrat, som titan, vil det forstås at hverken påsprutningsmetoden eller beleg-ningen av substrater skal tolkes som begrensninger av den foreliggende oppfinnelse da legeringene kan fremstilles ved hjelp av andre prosesser og ha andre former. På lignende måte kan sammensetningen for de amorfe metallegeringer ifølge oppfinnelsen varieres innenfor omfanget av den sam-lede beskrivelse, og hverken de spesielle komponenter eller de forholdsvise mengder av disse i de eksemplifiserte legeringer skal derfor utlegges som begrensninger av oppfinnelsen. Although the alloys according to the invention were produced using a sputtering method which is a useful means of depositing the alloy on a metal substrate, such as titanium, it will be understood that neither the sputtering method nor the coating of substrates should be interpreted as limitations of the present invention as the alloys can be produced using other processes and have other forms. In a similar way, the composition of the amorphous metal alloys according to the invention can be varied within the scope of the overall description, and neither the special components nor the relative amounts of these in the exemplified alloys should therefore be construed as limitations of the invention.
Selv om en av de her eksemplifiserte amorfe metallanoder er blitt anvendt i forbindelse med utvikling av klor-gass fra natriumkloridoppløsninger, som saltoppløsninger og sjøvann, vil det dessuten lett forstås av fagfolk at andre klorholdige forbindelser også vil kunne fremstilles ved hjelp av kjente elektrolysemetoder ved å erstatte de vanlige DSA-materialer eller andre elektroder med de amorfe metallanoder ifølge oppfinnelsen. På lignende måte vil andre halogenidholdige elektrolyttoppløsninger kunne anvendes istedenfor det her rapporterte natriumklorid under erholdelse av en rekke forskjellige produkter. Dessuten vil disse anoder kunne anvendes i en hvilken som helst annen vanlig elektrolysecelle. Although one of the amorphous metal anodes exemplified here has been used in connection with the development of chlorine gas from sodium chloride solutions, such as salt solutions and seawater, it will also be easily understood by those skilled in the art that other chlorine-containing compounds can also be produced using known electrolysis methods by replace the usual DSA materials or other electrodes with the amorphous metal anodes according to the invention. In a similar way, other halide-containing electrolyte solutions could be used instead of the sodium chloride reported here, obtaining a number of different products. Moreover, these anodes can be used in any other ordinary electrolysis cell.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US74799885A | 1985-06-24 | 1985-06-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO862524D0 NO862524D0 (en) | 1986-06-23 |
| NO862524L true NO862524L (en) | 1986-12-29 |
Family
ID=25007556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO862524A NO862524L (en) | 1985-06-24 | 1986-06-23 | ANODE INCLUDING A SUBSTRATE WITH A METAL ALLOY COAT, AND USE OF THE ANOD. |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0209264A1 (en) |
| JP (1) | JPS6254094A (en) |
| KR (1) | KR870000445A (en) |
| CN (1) | CN86105607A (en) |
| AU (1) | AU5919786A (en) |
| BR (1) | BR8602910A (en) |
| ES (1) | ES8706852A1 (en) |
| IN (1) | IN171851B (en) |
| NO (1) | NO862524L (en) |
| ZA (1) | ZA864667B (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10040591C1 (en) | 2000-08-15 | 2001-11-08 | Heraeus Gmbh W C | Production of a coating on a refractory component used in glass industry comprises using a precious metal alloy having a specified melting temperature and formed from platinum, iridium, rhodium, rhenium and/or gold |
| GB201413723D0 (en) * | 2014-08-01 | 2014-09-17 | Johnson Matthey Plc | Rhodium alloys |
| JP7068899B2 (en) * | 2018-04-03 | 2022-05-17 | 日本エレクトロプレイテイング・エンジニヤース株式会社 | Rhodium phosphorus plating film and laminate material |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55152143A (en) * | 1979-05-16 | 1980-11-27 | Toyo Soda Mfg Co Ltd | Amorphous alloy electrode material for electrolysis |
| JPS6063336A (en) * | 1983-09-19 | 1985-04-11 | Daiki Gomme Kogyo Kk | Surface-activated amorphous alloy for electrode for electrolyzing solution |
| US4560454A (en) * | 1984-05-01 | 1985-12-24 | The Standard Oil Company (Ohio) | Electrolysis of halide-containing solutions with platinum based amorphous metal alloy anodes |
-
1985
- 1985-06-23 CN CN198686105607A patent/CN86105607A/en active Pending
-
1986
- 1986-06-23 AU AU59197/86A patent/AU5919786A/en not_active Abandoned
- 1986-06-23 EP EP86304802A patent/EP0209264A1/en not_active Ceased
- 1986-06-23 ZA ZA864667A patent/ZA864667B/en unknown
- 1986-06-23 NO NO862524A patent/NO862524L/en unknown
- 1986-06-23 ES ES556440A patent/ES8706852A1/en not_active Expired
- 1986-06-24 KR KR1019860005044A patent/KR870000445A/en not_active Application Discontinuation
- 1986-06-24 JP JP61147998A patent/JPS6254094A/en active Pending
- 1986-06-24 BR BR8602910A patent/BR8602910A/en unknown
- 1986-06-24 IN IN547/DEL/86A patent/IN171851B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO862524D0 (en) | 1986-06-23 |
| EP0209264A1 (en) | 1987-01-21 |
| KR870000445A (en) | 1987-02-18 |
| CN86105607A (en) | 1987-02-25 |
| ZA864667B (en) | 1987-02-25 |
| ES8706852A1 (en) | 1987-07-01 |
| JPS6254094A (en) | 1987-03-09 |
| ES556440A0 (en) | 1987-07-01 |
| IN171851B (en) | 1993-01-23 |
| BR8602910A (en) | 1987-02-17 |
| AU5919786A (en) | 1987-01-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4609442A (en) | Electrolysis of halide-containing solutions with amorphous metal alloys | |
| US4781803A (en) | Electrolytic processes employing platinum based amorphous metal alloy oxygen anodes | |
| EP0163410B1 (en) | Electrolysis of halide-containing solutions with platinum based amorphous metal alloy anodes | |
| US4080278A (en) | Cathode for electrolytic cell | |
| US4705610A (en) | Anodes containing iridium based amorphous metal alloys and use thereof as halogen electrodes | |
| EP2217744A2 (en) | Electrode | |
| US3974058A (en) | Ruthenium coated cathodes | |
| US4005004A (en) | Electrode coating consisting of a solid solution of a noble metal oxide, titanium oxide, and zirconium oxide | |
| US4696731A (en) | Amorphous metal-based composite oxygen anodes | |
| US4530742A (en) | Electrode and method of preparing same | |
| JPS59166689A (en) | Cathode for electrolytic production of hydrogen | |
| CA1213563A (en) | Electrocatalytic electrode | |
| JPS6025512B2 (en) | Electrode for molten salt electrolysis | |
| JPH0733597B2 (en) | Cathode catalyst material used as cathode catalyst in electrolytic cell and cathode for electrolytic cell | |
| EP0164200A1 (en) | Improved electrolytic processes employing platinum based amorphouse metal alloy oxygen anodes | |
| US4746584A (en) | Novel amorphous metal alloys as electrodes for hydrogen formation and oxidation | |
| US5679225A (en) | Electrode for an electrochemical process and use of the said electrode | |
| BRPI0409985B1 (en) | Metal article of a valve metal substrate for use in electrocatalytic processes and process for producing said metal article | |
| US4702813A (en) | Multi-layered amorphous metal-based oxygen anodes | |
| NO862524L (en) | ANODE INCLUDING A SUBSTRATE WITH A METAL ALLOY COAT, AND USE OF THE ANOD. | |
| EP2179077B1 (en) | Electrode materials | |
| CA1062202A (en) | Rhenium coated cathodes | |
| JPS5930791B2 (en) | Electrode manufacturing method | |
| JPS6286186A (en) | Method for prolonging service life of active cathode | |
| US4222842A (en) | Electrode for electrolysis |