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                無縫鋼管廠

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                鈦基二氧化錳涂層的特性之陽極電位

                發布時間:2021/12/15 9:23:46


                  由于鈦的電導率低(為銅電導率的 3.1%),基體厚度為8~10mm 時,鈦基體的電位降為 50~70mV。Mn02涂層的厚度為1~2mm 時,在運轉 10~15 天后,氧化物中氧的含量從 MnO1.87變化為 MnO1.96,同時電流載體(電子)量減少,二氧化錳電阻增加到原來的 1. 5 倍,此時的電位降為 20~40mV。最主要的是鈦基體和 MnO2涂層之間的接觸電阻造成 Ti/ MnO2陽極的陽極電位高于 PbAg 陽極,如圖 3-3 所示,高約 0.1~0.2V。鈦基體和MnO2涂層接觸面中的電阻增加是由于擴散的氧對鈦的氧化而引起的,由于氧化鈦和二氧化錳的電子逸出功不同,因此在氧化鈦中會生成貧化層,貧化層的厚度取決于氧化鈦的電子逸出功和導電率的比例。陽極極化過程中,二氧化錳中的氧含量增加促使二氧化錳的電子逸出功增加,這會引起接觸物體中電子的重新分配,并引起貧化層厚度增加,從而導致電極陽極電位升高。
                  圖 3-3 在電流密度為 500A/㎡時 TV/MnO2陽極電極電位

                  

                  隨時間的變化(1mol/L H2S04,25~30℃)
                  1一無中間層;2—鉑 1.5μm;3一化學熱處理法制取的 TiN;
                  4—爆炸復合法涂敷的 TiN;5—PbAg 陽極
                  防止接觸電阻增加比較好的方法是使用鍍鉑的鈦,但鍍鉑要使用昂貴的鉑。其他方法是在基體表面生成鈦和非貴金屬的化合物,特別有效的是鈦和氮生成的化合物(TiN),即鈦基體和純氮在 900~1000℃下化學熱處理 2h,但鈦基體可能變形和氧化。而可靠和有前途的是使用爆炸復合法、等離子噴涂法和離子氮化法涂敷氮化鈦。
                  有中間層的 Ti/MnO2陽極電位低于 PbAg 陽極的,低約0.15~0.2V,且在運轉過程中幾乎不變化。
                  過電位
                  電極反應的催化活性通常根據交換電流密度 i0的大小進行判斷,但是,對于析氧反應,一般來說 i0很小,所以在多數情況下是用一定電流密度下的過電位的大小進行比較。

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                  二氧化錳電極和各種電極材料的氧過電位值見表 3-2。
                  表3-2 1mol/ L KOH 中各種電極的氧過電位過電位
                  從表 3-2 中數據可以看到,Ti/RuOx/MnOx電極的氧過電位比較低,與 TVRuOx電極和 Ti/IOx電極接近,遠遠低于鉑、石墨、鉛電極。

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