[其他]用非晶态金属合金电解含卤化合物溶液

说明书

本发明所涉及的是可看作金属並能导电的非晶态金属合金的应用。非晶态金属合金材料在近年来由于它们独特地将力学、化学和电学方面特别适于新提出的应用的性质结合起来而受到重视。非晶态金属材料具有随成分而变化的性能、高硬度与高强度、韧性、软磁和铁电特性、很高的耐蚀耐磨性、不同寻常的合金成分以及高度耐辐照破坏性。这些特性对于诸如低温焊接合金、磁泡存储器、高场超导器件及变压器磁铁芯用软磁材料之类的应用正是合乎需要的。

如果赋于它们耐蚀性，则本发明所公开的非晶态合金就特别适于用作各种电化学工艺的阴和阳极，尤其是两个一组分别在各种形成卤素的工艺中用作电极和用作氧阳极。其它作为电极的应用包括氟、氯酸盐及过氯酸盐的生产，有机化合物的电化学法氟化，电过滤以及丙烯腈变成己烯腈的加氢二聚作用。这些合金也可以用作氢渗透膜。

非晶态金属合金材料所具诸性能的独特结合可归因于非晶态材料中的无序原子结构，它保证了材料在化学上的均匀而且材料中不存在扩展性缺陷，这类缺陷已知会限制晶态材料的性能。

一般情况下，非晶态材料是以将材料从熔融状态急剧冷却下来的方法形成的。这样的冷却是在数量级为10⁶℃/秒的冷却速度下产生的。提供这样的冷却速度的工艺有溅射，真空蒸发，等离子喷镀以及自液态直接淬火。液态直接淬火法在商业获得巨大成功是因为已知有种种合金可以用这一技术制成诸如薄膜、带及丝等各种形状。

美国专利No.3，856，513叙述了用直接自熔融体淬火所制得的各种新型合属合金的制品並对此工艺进行了全面讨论。该专利叙述了以将合金组合物从高于其熔融温度的温度急剧冷却下来的方法所制成的磁性非晶态金属合金。该方法是使一股熔融金属流流入维持在室温下的旋转着的双辊间隙中。制成的带状已淬金属，用X射线衍射测试所表明，基本上是非晶态的並且是柔韧的同时具有约350，000Psi（2415MPa）的抗拉强度。

美国专利No.4，036，638叙述了铁或钴与硼的二元非晶态合金。所要求保护的非晶态合金是用真空熔铸法制成的，该法中熔融合金在约100毫的低真空中通过注口喷出並撞在旋转着的园柱体上。这样的非晶态合金被制成连续的带材並且均呈高度的力学硬度和延展性。

美国专利No4，264，358公开了含有一种或一种以上ⅣB、ⅤB、ⅦB或Ⅷ族过渡金属及一种或一种以上诸B、P、C、N、Si、Ge或Al之类类金属的非晶态超导玻璃合金。这些合金据说可以用作高场超导磁性材料。

美国专利No.4，498，962公开了一种用于电解水的非晶态金属合金阳极，该阳极包括一层镀在电极基体上、由三种具有电化学活性材X、Y及Z所组成的覆层，其中X为镍、钴及其混合物，Y为铝、锌、镁及硅而Z为铼和贵金属。据说该阳极具有低的氧过电位。

上述这些非晶态金属合金与实施本发明所用的合金不同，未曾被建议用作电解工艺的电极。关于自氯化钠溶液释放氯的工艺，某些以钯-磷为基的金属合金已被制造並在美国专利No.4，339，270中作了说明，该专利公开了种种由10-40%（原子百分比）的磷及/硅和90-60%（原子百分比）钯、铑及铂之中二种或二种以上所组成的三元非晶态金属合金。可用的添加元素有钛、锆、钯、钽及/或铱。这些合金可用作电解电极而且该专利揭示了它们在电解卤化物溶液时的高度耐蚀性。

这些合金的阳极特征已由三位专利权人，M.Hara、K.Hashimoto和T.Masumoto进行过研究並在各种杂志上作了报导。一篇这样的题为“非晶态Pd-Ti-P合金在NaCl溶液中的阳极极化行为”（Electrochimica    Acta，25，第1215-1220页（1980年））的出版物叙述了钯屑和磷在高温时发生反应，形成磷化钯，然后与钛一起熔融。产生的合金然后以转轮法成形，成为10-30微米厚的带材。

题为“含钌、铑、铱或铂的非晶态三元钯-磷合金在热氯化钠浓溶液中的阳极特性”，刊载于应用化学杂志（Journal    of    Appliedl    Electrochemistry）13，第295-306页（1983年）的文章叙述了标题中所述的合金，这些合金也是用转轮法自熔融态制造的。钯-硅合金也被制造並经评定却发现不符合作阳极用的条件。所报导的阳极合金被发现更为耐腐蚀並且比DSA具有更好的氯活性及更低的氧活性。