توضیح مفصل آند تیتانیوم

1. آند تیتانیوم است؟

آند تیتانیوم آند در پوشش اکسید فلزی مبتنی بر تیتانیوم است. با توجه به پوشش های مختلف کاتالیزوری روی سطح، عملکرد تکامل اکسیژن و تکامل کلر را دارد. به طور کلی، مواد الکترود باید دارای هدایت الکتریکی خوب، تغییر کوچک در زمین قطب، مقاومت به خوردگی قوی، قدرت مکانیکی خوب و عملکرد پردازش، عمر طولانی، هزینه کم، و عملکرد الکترو کاتالتیک خوب برای واکنش های الکترود باشند. تیتانیوم در حال حاضر رضایت بخش ترین است. فلز مورد نیاز برای الزامات جامع، به طور کلی صنعتی خالص تیتانیوم TA1\TA2

نقش پوشش اکسید فلزی بر روی آند تیتانیوم این است: مقاومت کم، هدایت خوب (هدایت خود تیتانیوم خوب نیست)، ترکیب شیمیایی پایدار پوشش فلزی گرانبها، ساختار کریستال پایدار، اندازه الکترود پایدار، و مقاومت به خوردگی خوب، عمر طولانی، با عملکرد الکترو کاتالتیک خوب، که مفید است برای کاهش بیش از حد استعداد تکامل اکسیژن و واکنش های تکامل کلر و صرفه جویی در انرژی الکتریکی است.

۲- آندهای صنعت متالورژی به آندهای محلول و آندهای نامحلول تقسیم می شوند.

آند محلول در طول فرایند الکترولیز نقش مکمل کردن فلزات و هدایت را ایفا می کند، در حالی که آند نامحلول تنها نقش هدایت را ایفا می کند. اولین آندهای نامحلول گرافیت و آندهای سرب بودند. آندهای تیتانیوم در صنایع الکترولیز و آبکاری به عنوان یک فناوری جدید در دهه ۱۹۷۰ شروع به استفاده کردند. در حال حاضر آندهای نامحلول را می توان به دو دسته تقسیم کرد: آندهای تکامل کلر و آندهای تکامل اکسیژن. آند تکامل کلر عمدتاً در سیستم الکترولیت کلرید استفاده می شود. گاز کلر در طول فرایند آبکاری از آند آزاد می شود، بنابراین به آن آند تکامل کلر می نامند؛ آند تکامل اکسیژن عمدتاً در سیستم های الکترولیت مانند سولفات، نیترات، و هیدروسیانات استفاده می شود. اکسیژن در طول فرایند از آند آزاد می شود، بنابراین به آن آند تکامل اکسیژن می نامند. آند تکامل اکسیژن آند، آند تیتانیوم دارای عملکرد تکامل اکسیژن، تکامل کلر یا هر دو با توجه به پوشش کاتالیزوری مختلف بر روی سطح است.

3. آندهای سرب و سرب

آند alloy سرب آند تکامل اکسیژن است. الکترولیت برای واکنش تکامل اکسیژن سولفوریک اسید و سولفات است که عمدتاً برای متالورژی الکترولیتی استفاده می شود. این نوع آند این نقص را دارد که اندازه هندسی در طول فرایند الکترولیز تغییر خواهد کرد. در فرایند الکترولیز ابتدا ماتریس آند سرب به سولفات سرب و سپس به اکسید سرب تبدیل می شود. سولفات سرب یک لایه میانی است. این عایق است و به عنوان یک مانع شیمیایی عمل می کند. این می تواند ماتریس سرب داخلی در یک محیط اسید sulfuric محافظت می کند. اکسید سرب یک الکترود به معنای واقعی بر روی لایه بیرونی است. واکنش تکامل اکسیژن بر روی اکسید سرب رخ می دهد. پتانسیل تکامل اکسیژن اکسید سرب بسیار بالا است، و با افزایش چگالی جریان به سرعت بالا می رود. این ویژگی آند آلياژ سرب اين است که لايه بيرونی آن اکسيده شده است. ویژگی های ذاتی اکسید سرب-سرب توسط هادی ضعیف برق تعیین می شود. علاوه بر این، در طول فرایند الکترولیز، عملکرد الکتروشیمیایی ساختار آند اکسید سرب به طور مداوم تضعیف می شود، و تولید تنش داخلی باعث سقوط لایه اکسید می شود. علاوه بر این، تشکیل پراکسید سرب نیز باعث می شود که اکسید همچنان حل شود، چرا که لایه میانی سرب اسید سولفوریک دوباره به اکسید سرب تبدیل می شود که به یک ماده فعال الکتروکاتالیک اکسید بیرونی جدید تبدیل می شود و ماتریس سرب داخلی دوباره اکسید می شود تا یک لایه محافظ میانی سولفات سرب جدید تشکیل شود. بنابراین در طی فرایند الکترولیز، سرب و عناصر فرآوری کننده آن همچنان به الکترولیت حل می شوند و بارش می کنند تا باعث آلودگی محلول و آلودگی محصول کاتد شوند.

4. آند تیتانیوم

آندهای تیتانیوم در مقایسه با آندهای گرافیتی و آندهای آلئاژ سرب، نقطه ضعف تضعیف ابعادی مکانیکی را ندارد؛ بنابراین به آن ها آند پایداری ابعادی نیز گفته می شود. آندهای تیتانیوم مزایای زیر را دارند: ابعاد هندسی پایدار؛ تنوع اشکال هندسی؛ پایداری عالی از خواص الکتروشیمیایی و شیمیایی; فعالیت الکتروکالیتیک عالی; پتانسیل آند پایین و بی احساس به تغییرات در چگالی مدار; صرفه جویی در انرژی و الکترولیز طولانی مدت عمر خدمات مایع; تعمیر و نگهداری رایگان; عمر طولانی (بسیار مهم)؛ محصولات کاتد با کیفیت بالا (بدون نقص یا ناهناع بسیار کمی، میکرو ساختار یکنواخت، مانند مس الکترولیتی، روی، نیکل). آند تیتانیوم یک ساختار کامپوزیتی دو لایه است که از یک بستر فلزی و یک پوشش بر روی بستر تشکیل شده است. بستر تیتانیوم به عنوان یک هادی عمل می کند، و پوشش به عنوان یک کاتالیزور الکتروشیمیایی برای واکنش تکامل اکسیژن/کلر عمل می کند. پتانسیل تکامل اکسیژن/کلر این پوشش کم است، و پتانسیل تکامل اکسیژن/کلر به سختی با چگالی فعلی تغییر می کند. هادی مبتنی بر تیتانیوم یک ماده دائمی با عمر پوشش طولانی است. می توان از آن برای به دست آوردن تقریباً به طور کامل خالص محصولات کاتد بدون آلودگی و صرفه جویی در انرژی استفاده کرد.