DE3518436C2 - - Google Patents

Description

Aus der US-PS 33 00 296 ist ein Verfahren zur Herstellung eines leichten geschäumten Metalls bekannt. Zweck dieses Verfahrens ist es, ein Material auf der Basis eines Metalls mit einem möglichst geringen Gewicht herzustellen. In den Beispielen sind daher in erster Linie Aluminium und in zweiter Linie Magnesium angegeben. Im allgemeinen Teil der Beschreibung wird jedoch auch Blei als Ausgangsmaterial erwähnt. Das in dieser Druckschrift beschriebene Material hat geschlossene Poren, die hauptsächlich mit einem Gas gefüllt sind. Aufgrund der Arbeitsweise können sich jedoch noch kleine Partikel eines Trägermaterials in den Zellen befinden. Diese leichten geschäumten Metalle sollen verwendet werden als Trägermaterialien und als Wärmeisolatoren bei erhöhten Temperaturen.

In der DE-OS 27 03 325 ist ein Lagerwerkstoff beschrieben, bestehend aus einer auf eine metallische Stützschicht porös aufgesinterten metallischen Trägerschicht, deren Poren mit einem Duro- oder Thermoplast ausgefüllt sind.

Die US-Re. 28 470 betrifft ein Bahnmaterial aus Fasern aus einem porösen Metall. Dieses Bahnmaterial kann u. a. zur Verstärkung von schwachen bzw. weichen Matrixmaterialien angewandt werden, wobei elastomere Kunststoffe, andere Metalle, Glas und Keramikmaterialien erwähnt sind. In dieser Druckschrift findet sich keinerlei Angabe darüber, was für Metalle zur Herstellung des Bahnmaterials geeignet sind. Da angegeben ist, daß die Enden der Fasern "gelockt", "ausgekehlt" oder "abgerissen" sein sollen, kann es sich kaum um Fasern aus Blei oder einer Bleilegierung handeln.

Die US-PS 42 51 608 betrifft Elektroden auf der Basis von korrosionsbeständigem Stahl oder Titan, überzogen mit einer undurchlässigen leitenden Schicht aus einem Harz, in dem leitende Teilchen gleichmäßig verteilt sind, und gegebenenfalls einer durch Elektroplattieren darauf abgeschiedenen Bleischicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Elektrodenmaterial zu entwickeln, das als Anodenmaterial zur elektrolytischen Gewinnung von Nichteisen-Metallen sowie als Elektrodenmaterial für Batterien verwendet werden kann und zu einer Einsparung nicht nur an Gewicht, sondern auch an den teilweise sehr teuren Legierungsmetallen führt. Dabei sollen die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs nicht schlechter sein das diejenigen des Metalls bzw. der Metallegierung.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das im Hauptanspruch angegebene Elektrodenmaterial. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Insbesondere besitzt das Elektrodenmaterial solche Eigenschaften bezüglich Gewicht, mechanischer und chemischer Beständigkeit sowie Alterungsbeständigkeit, daß es vorteilhafterweise übliche Anoden zur elektrolytischen Gewinnung von Nichteisen- Metallen ersetzen kann.

In den Elektrolysezellen zur Gewinnung von Nichteisen-Metallen bestehen die Anoden aus einer flachen oder mit Löchern versehenen Platte (Lochplatte) aus Pb-Ag und/oder -Ca-Legierung (enthaltend 0,7 bis 1 Gew.-% Ag und 0,1 bis 1 Gew.-% Ca) oder aus Blei ohne Legierungselemente.

Das Material auf der Basis von Blei oder dessen Legierungen und in Säuren oder Basen unlöslichen Harzen nach der Erfindung ermöglicht es, Anoden mit gleicher Leistung herzustellen mit einer geringeren Menge Pb-Ag und/oder -Ca-Legierung oder Blei ohne Legierungselemente mit einer daraus resultierenden Verringerung des Gewichts und der Kosten auch aufgrund des geringeren Silberverbrauchs, wenn solches verwendet wird. Die erfindungsgemäß hergestellten Anoden können innerhalb eines Temperaturbereichs von -10 bis +80°C arbeiten.

Bezüglich der relativen Mengen an Metall (oder Metallegierung) und Harz ist festzustellen, daß das Harz in dem Material in einer Menge von 30 bis 90% des Gesamtvolumens vorhanden sein kann, unabhängig von der Art des Metalls oder der Legierung und somit auch im Falle von Blei oder dessen Legierungen, wie oben erwähnt.

Das Harz ist besonders ein Epoxyharz und von den Epoxyharzen ist besonders Araldit® zu erwähnen.

Das erfindungsgemäße Elektrodenmaterial wird in einer Reihe von Stufen hergestellt, die die Herstellung eines porösen oder schwammartigen Körpers aus dem geschmolzenen Metall oder der geschmolzenen Legierung, die Verfestigung des porösen oder schwammartigen Körpers und das Füllen der Hohlräume des schwammartigen oder porösen Körpers mit dem flüssigen Harz und anschließend die Überführung in den festen Zustand umfassen. Der schwammartige Körper kann hergestellt werden nach an sich bekannten Verfahren, z. B. im Falle von Blei durch Gießen des geschmolzenen Bleis in eine Blockform, die Perlen von Natriumchlorid enthält, Abkühlen des Ganzen und anschließendes Herauslösen des Natriumchlorids mit Wasser unter Bildung von Hohlräumen.

Das schwammförmige Blei wird dann mit flüssigem Harz imprägniert und das Ganze dann gehärtet.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Anwendungsbeispiele 1 bis 8

Eine Anode aus einer porösen Bleiplatte, enthaltend 45 Vol.-% Araldit D®, wurde in einer Elektrolysezelle zur Gewinnung von Zink aus einer Zinksulfatlösung angewandt.

In einer Vergleichszelle wurde eine übliche Anode für den gleichen Zweck verwendet. Diese Anorde bestand aus Blei, legiert mit 0,75 Gew.-% Silber.

In der Tabelle sind die für die verschiedenen Beispiele erhaltenen Ergebnisse angegeben, wobei 2 die erfindungsgemäße Anode und 1 die Vergleichsanode bezeichnet.

Die Zinksulfatlösung wurde kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 0,4 l/h in die Elektrolysezelle eingespeist. Die Lösung erhielt als Zusatz 0,02 g/l Leim.

Die Temperatur wurde auf etwa 27°C gehalten und die angewandte Stromdichte betrug etwa 500 A/m². Die Versuche wurden einige Monate lang durchgeführt, wobei man die folgenden Ergebnisse erhielt.

Tabelle

Claims (5)

1. . Elektrodenmaterial auf der Basis von porösem offenporigem oder schwammförmigem Blei oder einer entsprechenden Bleilegierung, bei dem die Poren mit einem bei Raumtemperatur festen Harz ausgefüllt sind.
2. 2. Elektrodenmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleilegierung eine Legierung mit Ag und/oder Ca ist, wobei Silber und Calcium in Mengen von 0,7 bis 1% bzw. von 0,1 bis 1% vorliegen.
3. 3. Elektrodenmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bei Raumtemperatur feste Harz ein in Säure und/oder Basen unlösliches thermoplastisches Harz ist, das eine Kriechfestigkeit aufweist, die zumindest gleich ist derjenigen von Blei oder der Bleilegierung.
4. 4. Elektrodenmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Epoxyharz ist.
5. 5. Elektrodenmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz in einer Menge von 30 bis 90% des Gesamtvolumens des Materials vorliegt.