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钛阳极具有优良的导电性和耐蚀性,使用寿命比铅阳极高得多,可稳定工作4000小时以上,成本低,将是国内外电镀锌、锡生产发展的必然趋势。钛电极目前在日本、美国、德国、国内使用,不仅大大节省电镀能耗,而且由于可以增大电镀电流密度,为生产厚镀锌、锡钢板创造了条件。
按照在电化学反应中阳极析出气体来区分,析出氯气的称析氯阳极,如钌系涂层钛电极:析出氧化的称为析氧阳极,如铱系涂层钛电极和箔金钛网/板。析氯阳极(钌系涂层钛极):电解液中氯离子含量高,一般在盐酸环境及电解海水,电解食盐水环境。
化工一直是中国用钛的第一大领域,2010 年国内化工用钛量达到创纪录的 1.97万吨,古全国总用钛量的 53%。
钛钌铱钛阳极由钛基体和钌铱钛活性涂层组成,起电化学反应作用的只是钌铱钛活性涂层,如果涂层和基体结合不够牢固,从钛板基体上脱落下来,脱落到一定程度,钛钌铱钛阳极就失去作用。(分为粉碎状脱落、凸肚状层剥及开裂型脱落)
降低氧的发生,则可减缓氧化膜的生成。当电解的总电流密度增加时,氯生成速度增加比氧生成速度增加要大得多,所以电流密度增加有利于氯中含氧量的降低。钛基体进行预氧化处理,先形成一层氧化膜,这样可增加钌铱钛活性涂层与钛基体的结合力,使涂层牢固,可防止钌的脱落与溶解,但也会引起钌铱钛阳极欧姆降的升高。
活性涂层是由非化学计量的RuO2-和TiO2组成,属于缺氧氧化物。真正作为氯放电活化中心的是非化学计量氧化物,此种氧化物越多,活性中心就越多,钌铱钛阳极的活性就越好。钌铱钛涂层阳极的导电性能,是从同晶型的RuO2和TiO2经热处理生成畸变的n型混合晶所呈现的性能,其中存在一些氧空缺,当这些氧空缺被氧填满时,过电位迅速上升,导致钝化。
电解时在钌铱钛阳极上生成新生态氧,其中有一部分在活性涂层与电解液界面上放电,然后离开阳极表面生成氧气进入溶液;由于活性涂层存在裂缝,而另一部分氧吸附在阳极表面上,通过扩散或迁移方式透过活性涂层到达涂层与钛板基体界面上,然后氧被化学吸附在钛基体表面上,与钛生成不导电的氧化膜(TiO2),产生反向电阻;或者是电解液透过涂层裂缝侵入,钛基体被慢慢氧化,与钌铱钛活性涂层界面受到腐蚀使钌铱钛活性涂层脱落,导致钌铱钛阳极电位升高。电位的升高进一步促进涂层的溶解和钛基体的氧化。