Электролит для нанесения пористого рутениевого покрытия на титан

Электролит для нанесения пористого рутениевого покрытия на титан

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

пi 523I49

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.05.74 (21) 2029479/26 с присоединением заявки № (51) М. Кл. С 25D 3/50//

С 25В 11/08

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.07.76. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 02.09.76 (53) УДК 621.3.035.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Ткаченко, Е. К. Спасская, Л. М. Якименко, В. Л. Кубасов и Л. И. Юрков (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОРИСТОГО

РУТЕНИЕВОГО ПОКРЫТИЯ НА ТИТАН

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к технологии изготовления электродов, используемых в электрохимических производствах.

Известны электролиты для электролитического нанесения рутениевого покрытия, например: электролит на основе нитрозосоединений рутения (нитрозохлорид, -сульфат, -нитрат, -ацетат) (1); сульфатный раствор (рутениевая соль сульфаминовой кислоты

Ru (КН $0з) з (2); раствор анионного комплекса рутения (NH4) з(КцзИС1а(НзО) з) с добавкой NH4HSOg — 90 г/л (3).

Указанные электролиты довольно сложны в приготовлении. При их электролизе на катоде получают плотные осадки рутения, что недопустимо при изготовлении электродов, применяемых в химической промышленности. Кроме того, электроосаждение рутения из растворов нитрозосоединений и сульфаматного электролита сопровождается выделением

RuO4 на аноде.

Известен электролит на основе хлорида рутения для электролитического нанесения пористого покрытия рутения на титан следующего состава: КцОНС1з 2 — 8 г/л, NaC1—

80 г/л, рН вЂ” 0,7 — 0,85(4). Недостатком этого электролита при электролитическом нанесении пористого покрытия является недостаточно прочное сцепление получаемого осадка рутения с титановой основой, а также потери рутения за счет выделения газообразного

Ru04 на аноде при длительном использовании электролита для осаждения рутения.

С целью получения осадка прочно сцепленного с основой и предотвращения потерь рутения при электролизе предложенный электролит для нанесения пористого рутениевого покрытия на титан, содержащий гидроксихлорид рутения и хлорид щелочного металла, допол10 нительно содержит муравьиную кислоту и сернистокислый натрий при следующем содержании компонентов, г/л:

Гидроксихлорид рутения 2,5 — 4

l5 Хлористый калий 80 — 120

Мур авьиная кислота 14 — 20

Сернистокислый натрий 0,24 — 30

Предложенный электролит по сравнению с известным позволяет снизить расход рутения

20 (за счет предотвращения потерь рутения в виде Ru04) на — 20%. Повышается сцепляемость покрытия с титановой основой (не наблюдается потерь в весе образца и отслаивания покрытия при испытаниях его на изгиб

25 и с клейкой лентой).

Предложенный электролит обладает большей стабильностью, о чем свидетельствует больший интервал значений возможных рН.

Предложенный электролит целесообразно

30 предварительно проработать электрическим

2,5 на металл)

0,30

1,4 — 1,5 при катода/дм с об(в пересчете

60 током с оощим количеством пропущенного электричества 1 а час/л. Этот прием широко распространен в практике электрохимических производств.

Электролит устойчив на воздухе. При длительной работе требуется корректировка электролита, которая производится добавлением триоксихлорида рутения, муравьиной кислоты и сернистокислого натрия. Получаемое покрытие рутения имеет темно-серый цвет.

Пример 1. Электролит следующего состава, г/л:

Ru0HCI3 (в пересчете на металл) 4

КС1 80,0

Муравьиная кислота 14

Сернистокислый натрий 0,24 рН раствора 0,9 прорабатывают при катодной и анодной плотностях тока 2 а/дм с количеством пропущенного электричества 1 а час/л, катод — титан, анод †окиснорутениев электрод.

После проработки электролита катод заменяют на новую пластину из титана, предварительно протравленную в 50 -ном растворе H>S04 при температуре 80 С в течение

20 мин, и электролитически осаждают на нее рутений из проработанного электролита при катодной и анодной плотностях тока 7,5 а/дм .

Анод тот же самый. Объемная плотность тока

1,85 а/л. Температура 20 С. Выход по току рутения 6%. В процессе электролиза не наблюдают выделения Ru04.

Покрытие темно-серого цвета. При испытании образца на изгиб (5) и с клейкой лентой не наблюдается потерь в весе и отслаивания покрытия.

П р имер 2. Электролит состава по примеру 1, прорабатывают при катодной и анодной плотностях тока 1 а/см с общим количеством пропущенного электричества 1 а.час/л.

В качестве катода используют титан, анода—

rpафитовый электрод.

После проработки электролита катод заменяют на новую титановую пластину, предварительно подготовленную по примеру 1, и на нее осаждают рутений при катодной и анодной плотностях тока 12 а/дм. Объемная плотность тока 2,56 а/дм. Температура 25 — 27 С.

В процессе электролиза не наблюдается выделения Ru04

Выход по току рутения -5%. Покрытие темно-серого цвета. При испытании образца на изгиб и с клейкой лентой не наблюдается чотерь в весе и отслаивания покрытия.

Пример 3. Электролит следующего состава, г/л:

КцОНС1з

КС1

Муравьиная кислота

Сернокислый натрий рН раствора прорабатывают электролитически ной и анодной плотностях тока 5

З0

40 щим количеством пропущенного электричества 1 а час/л, катод †титанов пластина, анод †плати.

После проработки электролита катод заменяют на новую титановую пластину, которую предварительно травят в 50% -ном растворе

H>SO< при температуре 80 С в течение

20 мин. На пластину электролитически осаждают рутений из проработанного электролита при катодной и анодной плотностях тока

7,5 а/дм . Температура процесса 28 — 30 С.

Объемная плотность тока 1,85 а/л. Выход по току рутения 8%.

В процессе электролиза не наблюдается выделения RUO4. Покрытие темно-серого цвета.

При испытании образца на изгиб и с клейкой лентой не наблюдается потерь в весе и отслаивания покрытия.

Для покрытий, полученных по предлагаемому способу (примеры 1 — 3), определяют относительную пористость по времени проникновения раствора, являющегося индикатором на титан, через покрытие к титановой основе.

Время устанавливают по появлению желтой окраски при нанесении на поверхность покрытия раствора NaF+HCI+HqO> (ТУ вЂ” 6 — 01—

498 — 70) .

Время проникновения растворов к основе составляет по примеру 1 — 12 мин; 2 — 6 мин;

3 — 5 мин, у известного электролита — 1—

3 мин.

Проведены испытания в опытно-промышленном хлорном электролизере с диафрагмой при плотности тока 2000 а/м для электродов, изготовленных путем термического окисления полученных пористых покрытий рутения при

580 С в присутствии титановых солей.

Анод, изготовленный на основе рутения, нанесенного из предлагаемого электролита (пример 1), имеет стабильные характеристики в течение 10 месяцев испытаний, причем испытания продолжаются. Напряжение равно

3,8 в.

Формула изобретения

Электролит для нанесения пористого рутениевого покрытия на титан, содержпций гид-, роксихлорид рутения и хлорид щелочного металла, отличающийся тем, что, с целью получения осадка, прочно сцепленного с основой, и предотвращения потерь рутения, он дополнительно содержит муравьиную кислоту и сернистокислый натрий при следующем содержании компонентов, г/л:

Гидроксихлорид рутения 2,5 — 4

Хлористый калий 80 — 120

Муравьиная кислота 14 — 20

Сернистокислый натрий 0,24 — 30

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 2057638, кл. 204 — 47;

13.10.36 г.

523149

Составитель Ф. Львович

Корректоры: В. Дод и А. Николаева

Техред А. Камышннкова

Редактор Т. Никольская

Заказ 1845/5 Изд. № 1574 Тираж 1068 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

2. Патент Англии № 938164, кл. С 7В;

18.04.61 г.

3. Патент ФРГ № 1803524, кл. 12п, 55/00;

22.05.69 г.

4. Авт. св. № 467553, кл. В 01К 3/06 о4

07.04.74 г.

5. «Справочник га.чьваностега» Б. Бела, М., 1960 г., стр. 370.