PL22548B1 - Komórka elektrolityczna i sposób jej wytwarzania. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy komórki elektroli¬ tycznej, a zwlaszcza kondensatora elek¬ trolitycznego z warstwa tlenkowa, otrzy¬ mana zapomoca utlenienia materjalu elek¬ trodowego na elektrodzie, izolujaca w jed¬ nym kierunku i stanowiaca dielektryk, oraz z warstwa o strukturze bezpostaciowej, przylegajaca do pierwszej warstwy.W tego rodzaju kondensatorze dielek¬ tryk tworzy warstewka tlenku, osadzona na powierzchni elektrody, np. elektrody glinowej. Druga elektrode tworzy elektro¬ lit, w którym jest zanurzona elektroda sta¬ la. Przewody, doprowadzajace prad do elektrolitu, tworzy scianka naczynia lub przewody, zanurzone w elektrolicie.W przypadku stosowania kondensatora w obwodzie pradu zmiennego w obwód ten wlacza sie przeciwsobnie dwa kondensato¬ ry lub dwie elektrody, pokryte jedna war¬ stewka tlenku i umieszczone w naczyniu, zawierajacem elektrolit.Tego rodzaju komórki elektrolityczne wykazuja rózne niedogodnosci. Okazuje sie czesto, ze na ostrych krawedziach i ka* tach elektrody, na polaczeniach nitowych lub podobnych, w miejscu, w którem elek¬ troda jest pograzona w elektrolicie, a wiec na linji zetkniecia sie powietrza z ciecza, warstewka tlenku zostaje nadgryziona niekiedy na elektrodzie, co prowadzi do skrócenia sie czasu uzywalnosci kondensa-: tora. W celu unikniecia tych szkodliwych zjawisk, stosowano stosunkowo kosztownabudowe, jednak pomimo to w wiekszosci przypadków nie usunieto calkowicie tych wad.Wedlug wynalazku wady te usuwa sie w ten sposób, ze nakladana warstwe sta¬ nowi warstwa tlenkowa, otrzymana zapo- moca utlenienia materjalu elektrodowego, w która przenika elektrolit i która przepu¬ szcza prad w obu kierunkach, bedac wie¬ lokrotnie, najkorzystniej rzedu wielkosci stukrotnosci, grubsza od warstwy, tworza¬ cej dielektryk. Ta bezpostaciowa warstwa.: posiada duze zdolnosci ochronne przed zzeraniem, wykazujac równiez bardzo du¬ za odpornosc na dzialanie mechaniczne.Oba rodzaje warstewek tlenkowych sa same przez sie znane, jak równiez jest znamy sposób ich wytwarzania. Jak juz wspomniano na wstepie, izolujaca warstwa tlenkowa, posiadajaca budowe krystaliczna, jest stosowana oddawna w kondensato¬ rach elektrolitycznych. Bezpostaciowa zas warstwa tlenkowa znalazla juz zastosowa¬ nie np. w przemysle ogólnym w celu za¬ bezpieczenia np. przedmiotów glinowych od zzerania.W mysl wynalazku elektrode komórki elektrolitycznej zaopatruje sie w obie te warstwy jednoczesnie, przyczem warstwa zewnetrzna zapewnia taka ochrone, iz nie wystepuja nadal wspomniane wady kon¬ densatorów znanych. Poniewaz elektrolit przenika w glab warstwy bezpostaciowej, przeto warstwa ta nie zwieksza zasadniczo wewnetrznej opornosci kondensatora.Okazalo sie, co zostanie omówione ni¬ zej bardziej szczególowo, ze izolujaca warstwe tlenkowa z krystalicznego tlenku glinowego mozna utworzyc latwo w spo¬ sób zwykly pod warstwa bezpostaciowa w znanej, stosowanej do tego celu kapieli elektrolityczne j, wytwarzaj ac uprzednio warstwe bezpostaciowa w innej kapieli e- lektrolitycznej.Okazalo sie, ze osiaga sie przytern jeszcze jedna korzysc szczególna. Wykry¬ to, ze krystaliczna warstwe tlenku, a wiec stanowiaca wlasciwy dielektryk, mozna wytworzyc ze 100%-owa wydajnoscia tle¬ nu. Wydajnosc ta wynosila dotychczas tylko 70 — 85%, to jest tylko 70 — 85% tlenu, uwolnionego w naczyniu elektroli- tycznem, szlo na tworzenie sie warstwy tlenkowej, podczas gdy pozostala czesc byla tracona w postaci gazu.Komórke elektrolityczna, zbudowana wedlug wynalazku, mozna stosowac jako kondensator zwojowy, w którym elektro¬ lit w postaci pasty jest umieszczony mie¬ dzy warstwami, kolejno nastepujacemi po sobie. Miedzy nastepujacemi po sobie warstwami mozna zastosowac przytem w sposób znany posrednia warstwe absorbu¬ jaca, utworzona np. z bawelny.Okazalo sie jednak, ze przy zastoso¬ waniu elektrod, wytworzonych wedlug wynalazku, mozna nie uzywac warstwy absorbujacej, zwoje zas lub plyty, nalozo¬ ne jedna na druga przy kondensatorach w ksztalcie stosu, mozna umieszczac bez¬ posrednio jedna obok drugiej, gdyz bez¬ postaciowa warstwa tlenku przylega w stopniu dostatecznym do elektrolitu w po¬ staci pasty.Na rysunku przedstawiono postac wy¬ konania przedmiotu wynalazku, przyczem fig. 1 przedstawia schematycznie konden¬ sator elektrolityczny, a fig. 2 — przekrój w skali zwiekszonej czesci plyty elektro¬ dowej, zbudowanej wedlug wynalazku.Na fig. 1 cyfra 1 oznaczono naczynie kondensatorowe, zawierajace elektrolit 2, otrzymany np. przez zmieszanie 3 cm3 6-cio normalnego amonjaku, 1 litra wody i 40 gr kwasu borowego. W elektrolicie jest umieszczona elektroda glinowa 3 i przewód 4, doprowadzajacy prad, utwo¬ rzony np. z glinu chromowanego.Z fig. 2 wynika, ze na powierzchni elektrody 3 jest utworzona warstewka 4 z tlenku glinu o budowie krystalicznej, sta¬ nowiacego dielektryk. Na warstewce tef — 2 —znajduje sie warstwa ochronna 5, utwo¬ rzona z bezpostaciowego tlenku glinu.Podczas gdy pierwsza ze wspomnianych warstewek nie jest grubsza od okolo 5.10-4 mm, to warstwa bezpostaciowa posiada w praktyce grubosc 0,1 mim, a nawet wiecej.W celu wytworzenia elektrody wedlug wynalazku* postepuje sie (w przypadku, gdy jest ona utworzona z glinu) w sposób nastepujacy. Plyte lub pret glinowy, two¬ rzacy elektrody, zanurza sie w 4%-wym roztworze kwasu szczawiowego, przez który przepuszcza sie prad o takiem nate¬ zeniu, aby na jeden decymetr kwadrato¬ wy elektrody, tworzacej anode, przypadl prad o natezeniu 4 amp. Czas obróbki wy¬ nosi od 1 do 15 minut i zalezy od grubosci warstwy, jaka chce sie osiagnac. W tym czasie przy stalem napieciu natezenie pra¬ du pozostaje stale, z czego wynika, ze utworzona warstwa w elektrolicie przepu¬ szcza prad i mianowicie w obu kierunkach, co powstaje przy tworzeniu sie pradu zmiennego, z czego nalezy wnioskowac o u- tworzeniu sie warstwy bezpostaciowej.Obróbke prowadzi sie w temperaturze po¬ kojowej, przyczem nalezy baczyc, aby w zadnym przypadku temperatura nie prze¬ kroczyla 40°C. Warstwe bezpostaciowa mozna rozpoznac po jej kolorze zloto- zóltym.Wydajnosc tlenu przy tej obróbce wy¬ nosi 100%.Po wygotowaniu plyty w wodzie de¬ stylowanej rozpoczyna sie druga obróbke, majaca na celu umieszczenie warstwy die¬ lektrycznej pod warstwa bezpostaciowa.Poniewaz sposób wytwarzania obu warstw jest sam przez sie znany, wiec w przykla¬ dzie wykonania beda podane tylko cha¬ rakterystyczne stadja tego wykonywania.W celu wytworzenia dielektryka stosuje sie np. kapiel, zawierajaca w 1 litrze wody 100 gr kwasu borowego i 5 gr boraksu.Prace rozpoczyna sie przy pradzie o ge¬ stosci V3 amp/dcm2 na powierzchni elek¬ trody, który utrzymuje sie na stalym po¬ ziomie zapomoca zwiekszania napiecia az do wartosci np. 450 woltów. Trwa to od dwóch do trzech minut, poczem warstwe tlenkowa tworzy sie w ciagu okolo 3 go¬ dzin przy niezmiennem napieciu, czyli przy zmniejszajacem sie natezeniu pradu.Czas obróbki nakladania warstwy krysta¬ licznej zalezy od wlasciwosci glinu.Okazalo sie, ze dzieki obecnosci war¬ stwy bezpostaciowej wydajnosc tlenu rów¬ niez i teraz wynosi 100%.Do obróbek, stanowiacych sposób ni¬ niejszy, mozna stosowac równiez i inne kapiele, np. do utworzenia warstwy bez¬ postaciowej mozna stosowac mieszanine kwasu siarkowego i chromowego, do war¬ stwy dielektrycznej — roztwór boranu a- monowego i kwasu bornego w wodzie.Po osadzeniu warstw tlenkowych na elektrodzie te ostatnia umieszcza sie w naczyniu kondensatorowem, napelnionem elektrolitem, wspomnianym przy rozpa¬ trywaniu fig. 1.Skoro zechce sie wytworzyc suchy kon¬ densator elektrolityczny, wówczas miedzy nastepujacymi po sobie warstwami elek¬ trod umieszcza sie elektrolit w postaci pa¬ sty, który moze miec np. sklad nastepuja^- cy: 1000 g gliceryny 1000 g kwasu borowego 400 cm3 10-n NH&H, ewentualnie z dodatkiem skrobi.Obecnosc warstwy tlenku o budowie bezpostaciowej mozna stwierdzic np. na, drodze rentgenologicznej w sposób naste¬ pujacy (sposób Debije-Scherrer'a).Tlenek usuwa sie z elektrody i wpro¬ wadza do rurki, umieszczonej w srodku cy¬ lindrycznego pudelka, którego wewnetrzna scianka jest zaopatrzona w film fotogra¬ ficzny. Przez otwór w sciance pudelka, zamknietego calkowicie, tlenek naswietla sie jednokolorowemi promieniami rentge- nowskiemi. — 3 —Po wywolaniu akazafc sie* ** w przy¬ padku, gdy tlenek posiadal budowe kry¬ staliczna, film. wykazuje pewna linje na okreslonej przestrzeni, gdyz wówczas krysztaly odbijaja promienie rentgenow¬ skie: w pewnych kierunkach. Zaleznie od tego* ozy tlenek posiada budowe bajrdziej bezpostaciowa, linje te staja sie bardziej niewyrazne i wreszcie znikaja nawet zu¬ pelnie. PL PL

Claims (4)

1.Zastrzezenia patentowe. 1. Komóirka elektrolityczna, zwlaszcza zas elektrolityczny kondensator z war¬ stwa tlenkowa, utworzona zapomoca utle¬ nienia materjalu elektrodowego na elektro- dzis, izolujaca w jednym kierunku i sta¬ nowiaca dielektryk, oraz z warstwa o bu¬ dowie bezpostaciowej, przylegajaca do pierwszej warstwy, znamienna tern, ze przylegajaca warstwe stanowi warstwa tlenkowa, otrzymana zapomoca utlenienia materjalu elektrodowego, w która to waicstwe przenika elektrolit i która prze¬ puszcza prad w obu kierunkach i jest wie¬ lokrotnie, najkorzystniej rzedu wielkosci stukrotnosci, grubsza od warstwy, stano¬ wiacej dielektryk.

2. Komórka elektrolityczna wedlug zastrz. 1, znamienna tern, ze jest zbudo¬ wana jako kondensator zwojowy, w któ¬ rym elektrolit jest umieszczony w postaci pasty miedzy nastepuj acesm po sobie warstwami.

3. Komórka elektrolityczna wedlug zastrz. 2, znamienna tern, ze nastepujace po sobie warstwy kondensatora sa ulozo¬ ne bezposrednio jedna na drugiej, bez u- mieszczania szczególnej warstwy porowa¬ tej', przyczem bezpostaciowa warstwa tlen¬ ku sluzy do utrzymywania elektrolitu w postaci pasty.

4. Sposób wytwarzania kondensatora wedlug któregokolwiek z zastrzezen po¬ przednich, znamienny tern, ze najpierw na materjale elektrody (np. na glinie) wy¬ twarza sie bezpostaciowa warstwe tlenku zapomoca obróbki elektrolitycznej o du- zem natezeniu pradu (np. 4 aimp/dm2) w kwasie, jak kwas szczawiowy lub miesza¬ nina kwasu siarkowego i chromowego, po- czem pod warstwa bezpostaciowa umie¬ szcza sie na drodze elektrolitycznej war¬ stwe, tworzaca wlasciwy dielektryk* np, za* pomoca pradu o natezeniu poczatkowem V2 amp/dm2 w elektrolicie, skladajacym sie z roztworu kwasu borowego i boraksu w wodzie. N. V. Philips' G loeil amp enfabr ieken* Zastepca: K. Czempinski, rzeczaik patentowy.Do opisu patentowego Nr 22548. //l ap./. rSmk T,. Rnffiislawskieffo i Ski, Warszawa. PL PL