[其他]电解用复合阳极

说明书

本实用新型涉及电解过程中使用的阳极，特别是电解生产MnO₂用的阳极。

用电解方法生产二氧化锰、铜、钴、锌等材料是工业上普通采用的一种方法。由于在电解过程中有氧或氯气在阳极析出，因此对所使用的阳极有较高的要求。

最早使用的石墨和Pb－Ag电极存在强度低、耐腐蚀性差、阳极消耗大、产品质量差以及产品剥离劳动强度大等缺点。七十年代初开发的纯钛阳极能克服石墨等阳极的缺点，但存在阳极钝化问题，电解电流密度限制在40～50安／米²的低水平上，电解过程也不稳定、工艺不易掌握，因此影响产品数量和质量的提高。为解决纯钛阳极的钝化问题，苏联学者АгладЗер.N.等人提出用Ti－12～16％Mn合金代替纯钛作为阳极，可以在电解电流密度提高1～2倍的情况下不发生钝化现象（ЗЛЕКТОРОХИМИЯ，1980，12，1779～1785）。但这种合金熔炼较困难，合金中的锰易挥发，铸锭容易出现偏析造成成分不均匀而致使阳极的使用性能不稳定；Ti－Mn合金阳极制造工艺复杂，经最佳热处理后的a_k值仅为0.67公斤·米／厘米²，在电解后剥离产品时的撞击下阳极极易断裂，合金的脆性问题影响了它的使用。上海钢铁研究所提出的SST861钛合金是Ti－Mn－Fe－Cr四元合金（电解MnO₂用SST861合金阳极研制，上海钢铁研究所，1986，9），该合金具有Ti－Mn合金的不易钝化的优点，a_k值也有所提高，但仍有下述不足之处，（1）合金制备工艺复杂，要经过两次真空熔炼、两次充氩气熔炼，热加工，热处理等工序，致使成本增高，而且合金性能对工艺参数较敏感，（2）合金的a_k值虽有提高，但在剥离产品时的撞击下，电极仍易断裂。

本实用新型的目的是设计一种电解用阳极，这种阳极制造工艺简单、易于制造、成本低。

本实用新型的又一目的是设计的阳极特别适合用作电解MnO₂的阳极，耐腐蚀、抗钝化、能承受剥离产品时的撞击而不易断裂。

本实用新型设计的电解用阳极为复合型。它由基体（1）和涂层（2）两部分组成。基体材料可以是纯钛，也可以是不锈钢；所说的涂层是Ti－Mn合金，其中Mn的重量百分比为10～100，Ti余量。阳极的形状可以是板状，也可以是各种截面的棒状，如圆形、椭圆形等。

为了进一步地提高阳极的耐撞击性，涂层材料为Ti－Mn－Cr－Fe四元合金，各元素的重量百分比为Mn15～65，Fe7～20，Cr6～20，Ti0～70。根据使用的要求涂层厚度可任选。

本实用新型设计的复合型阳极包括基体和涂层。采用粉末刷涂或喷涂烧结工艺，使涂层与基体形成牢固的冶金结合。涂层用的原料为按比例混合的粉末，加入一定量的水和粘结剂调制后，把浆液均匀地刷涂在经仔细除油和清洗过的基体的各个表面上。涂敷量在～0.05克／厘米²，待干燥后再在～1200℃烧结，使涂层充分合金化。使用不锈钢作基体的复合型阳极成本低。使用纯钛作基体的复合型阳极，具有更好的耐腐蚀性，使用寿命长。Ti－Mn涂层和Ti－Mn－Cr－Fe涂层用的原料是各种粉末。

本实用新型提出的复合型阳极制造工艺简单，涂层不需经过熔炼、热加工、热处理等复杂工序，采用粉末原料刷涂或喷涂和烧结工艺，克服了在生产钛锰合金中锰易挥发和偏析所造成的成份不均匀现象，而且可降低阳极的成本。设计的阳极具有Ti－Mn合金、Ti－Mn－Cr－Fe合金阳极相似的抗钝化性能和耐腐蚀性能。由于阳极的组成中有韧性较好的金属基体，因此阳极的机械性能有所改善，尤其是阳极承受剥离产品时的撞击能力明显提高，很少出现断裂现象。本实用新型设计的复合型阳极适合在电解生产MnO₂中应用。

图1为本实用新型提出的板状复合阳极的结构图。其中1代表阳极的基体，2代表阳极的涂层。

图2为本实用新型提出的棒状复合阳极的结构图。1和2分别代表阳极的基体和涂层。

图3是本实用新型的Ti／Ti－Mn复合阳极的电流密度－槽压的关系曲线。横坐标是电流密度（安／米²），纵坐标是槽压（伏）。

用下列非限制性实施例进一步说明本实用新型的实施方式及优点。