JPH01168836A - 不溶性アノード用材料 - Google Patents
不溶性アノード用材料Info
- Publication number
- JPH01168836A JPH01168836A JP32775887A JP32775887A JPH01168836A JP H01168836 A JPH01168836 A JP H01168836A JP 32775887 A JP32775887 A JP 32775887A JP 32775887 A JP32775887 A JP 32775887A JP H01168836 A JPH01168836 A JP H01168836A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- anode
- corrosion resistance
- insoluble anode
- titanium
- present
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- Granted
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- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は種々の水溶液電解に使用される不溶性アノード
用材料の中で、特に耐食性に優れた不溶性アノード用材
料に関する。
用材料の中で、特に耐食性に優れた不溶性アノード用材
料に関する。
不溶性アノードとして現在、黒鉛、鉛、白金めっき、あ
るいは白金クラッドチタン材などが使用されているが、
黒鉛や鉛は使用中に溶解によりわずかながら消耗してゆ
き、液の汚濁が起きる。
るいは白金クラッドチタン材などが使用されているが、
黒鉛や鉛は使用中に溶解によりわずかながら消耗してゆ
き、液の汚濁が起きる。
一方、白金めっき、あるいは白金クラッドチタン材は、
高価な白金を使用することより非常にコストが高くつき
、また、それゆえに表面にわずかたけ白金コーティング
しであるため、予想以上に寿命が短い場合がある０本発
明者らはこれらの欠点をなくすため、Ｔｉ−Ｎｉ合金を
開発することに成功したが、近年はよりきびしい要求が
アノード材料に求められ、Ｔｉ−Ｎｉ合金と言えども時
には耐食性が十分でなく、溶解が起こることがあり、こ
の合金に代るより優れた耐食性を有した材料が必要とな
ってきている。
高価な白金を使用することより非常にコストが高くつき
、また、それゆえに表面にわずかたけ白金コーティング
しであるため、予想以上に寿命が短い場合がある０本発
明者らはこれらの欠点をなくすため、Ｔｉ−Ｎｉ合金を
開発することに成功したが、近年はよりきびしい要求が
アノード材料に求められ、Ｔｉ−Ｎｉ合金と言えども時
には耐食性が十分でなく、溶解が起こることがあり、こ
の合金に代るより優れた耐食性を有した材料が必要とな
ってきている。
また、電気めっき工程における生産性の点から高速めっ
きの必要性が高まっており、この場合、可溶性アノード
であるとアノードの消耗は非常に速くアノードの調整及
び取り替え作業を頻繁に行なわねばならず、これは電気
めっき工程における生産性の大きな障害となるので、不
溶性アノードの採用が活発である。また、可溶性アノー
ドを採用した場合、アノード電流効率がカソード電流効
率より高いとめっき液中にアノード金属のイオン濃度が
増加し液バランスがくずれ、めっき品の品質低下、ある
いはめっきの継続が不可能となることがある。このよう
な場合には不溶性アノードを採用し、液バランスの調整
は必要な金属イオンを含む溶液の補給により行なうか、
あるいは可溶性アノードと不溶性アノードの併用により
解決する場合が多く、このような不溶性アノードとして
は前記電解採取の場合と同様の材料が用いられている。
きの必要性が高まっており、この場合、可溶性アノード
であるとアノードの消耗は非常に速くアノードの調整及
び取り替え作業を頻繁に行なわねばならず、これは電気
めっき工程における生産性の大きな障害となるので、不
溶性アノードの採用が活発である。また、可溶性アノー
ドを採用した場合、アノード電流効率がカソード電流効
率より高いとめっき液中にアノード金属のイオン濃度が
増加し液バランスがくずれ、めっき品の品質低下、ある
いはめっきの継続が不可能となることがある。このよう
な場合には不溶性アノードを採用し、液バランスの調整
は必要な金属イオンを含む溶液の補給により行なうか、
あるいは可溶性アノードと不溶性アノードの併用により
解決する場合が多く、このような不溶性アノードとして
は前記電解採取の場合と同様の材料が用いられている。
しかしながら、このような電解採取あるいは電気めっき
における不溶性アノード材料に、現在完全に性能上満足
できるものが少なく種々の欠点を有している。
における不溶性アノード材料に、現在完全に性能上満足
できるものが少なく種々の欠点を有している。
例えば、高濃度の塩酸、硫酸水溶液のような非、常にき
びしい非酸化性酸環境下においては硝酸、クロム酸、塩
素酸のような腐食環境に対するほどは耐食性の威力を発
揮できない、そのためこの点を改良したチタン合金とし
て、Ｔｉ−Ｎｂ合金、Ｔｉ−Ｍｏ合金などがあるが、い
ずれもチタンより高価な金属を添加することから経済的
に問題があり、現在はとんど実用化されていない。
びしい非酸化性酸環境下においては硝酸、クロム酸、塩
素酸のような腐食環境に対するほどは耐食性の威力を発
揮できない、そのためこの点を改良したチタン合金とし
て、Ｔｉ−Ｎｂ合金、Ｔｉ−Ｍｏ合金などがあるが、い
ずれもチタンより高価な金属を添加することから経済的
に問題があり、現在はとんど実用化されていない。
本発明は、これらの状況に鑑みて見い出されたものであ
り、特に、高濃度の非酸化性の酸などの非常に厳しい腐
食環境において優れた耐食性を示す不溶性アノード用材
料を提供することを目的としている。
り、特に、高濃度の非酸化性の酸などの非常に厳しい腐
食環境において優れた耐食性を示す不溶性アノード用材
料を提供することを目的としている。
本発明は、上記目的を達成するためニッケルが４５ｗｔ
％以上、６０ｗｔ％以下でＰｔ、 Ｒｈ、 Ａｕ。
％以上、６０ｗｔ％以下でＰｔ、 Ｒｈ、 Ａｕ。
Ｐｄ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕの元素が合計で０．０１ｗｔ％
以上、５ｗｔ％以下で残部がチタン及び不可避的不純物
からなることを特徴とする耐食性に優れた不溶性アノー
ド用材料を提供する。
以上、５ｗｔ％以下で残部がチタン及び不可避的不純物
からなることを特徴とする耐食性に優れた不溶性アノー
ド用材料を提供する。
次に１本発明について詳細に述べる。
チタンは優れた耐食性を有し、しかも軽いのでアノード
材として適しているが、電圧を印加しアノード側に分極
すると、チタン表面に不働態皮膜が厚く形成され浴電圧
の上昇を招き、遂には通電不能となってしまう、これを
防ぐため１本発明者らは、チタンにニッケルを合金化す
ることにより、通電が可能となることを見い出した。ニ
ッケルをチタンに添加する範囲を４５〜６０ｗｔ％とし
たのは、この範囲でのみ良好な加工性が得られるためで
ある。しかし、これだけでは十分な耐食性は得られず、
Ｐｔ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｐｄ、ｒｒ、Ｏｓ、Ｒｕの元素を単
独もしくは複数添加することにより、はじめて耐食性が
著しく改善された不溶性アノードが得られる。
材として適しているが、電圧を印加しアノード側に分極
すると、チタン表面に不働態皮膜が厚く形成され浴電圧
の上昇を招き、遂には通電不能となってしまう、これを
防ぐため１本発明者らは、チタンにニッケルを合金化す
ることにより、通電が可能となることを見い出した。ニ
ッケルをチタンに添加する範囲を４５〜６０ｗｔ％とし
たのは、この範囲でのみ良好な加工性が得られるためで
ある。しかし、これだけでは十分な耐食性は得られず、
Ｐｔ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｐｄ、ｒｒ、Ｏｓ、Ｒｕの元素を単
独もしくは複数添加することにより、はじめて耐食性が
著しく改善された不溶性アノードが得られる。
チタンにニッケルを４５〜６０％＋１％添加すると、そ
の組成のほとんどがＴ１Ｎｉより構成され、このＴ１Ｎ
ｉは加工性は優れているが、耐食性は満足されるもので
はない。
の組成のほとんどがＴ１Ｎｉより構成され、このＴ１Ｎ
ｉは加工性は優れているが、耐食性は満足されるもので
はない。
・ そこで、Ｔｉ−５０ｗｔ％合金を５ｗｔ％ＨＣｕ水
溶液中にて８０℃でアノード分極挙動を調べた結果、ア
ノード側に分極すると、 ０．１Ｖ（ｖｓ Ａｇ／Ａｇ
Ｃｎ）付近より急に電流が流れはじめて腐食が起こり始
め、このような現象は硫酸水溶液中でも起こり、アノー
ド用材料としてはこのような環境下では不向きであるこ
とがわかった。
溶液中にて８０℃でアノード分極挙動を調べた結果、ア
ノード側に分極すると、 ０．１Ｖ（ｖｓ Ａｇ／Ａｇ
Ｃｎ）付近より急に電流が流れはじめて腐食が起こり始
め、このような現象は硫酸水溶液中でも起こり、アノー
ド用材料としてはこのような環境下では不向きであるこ
とがわかった。
このような欠点を補うため、第２添加完素を種々添加し
研究を行った結果、Ｐｔ、 Ｒｈ、 Ａｕ、 Ｐｄ。
研究を行った結果、Ｐｔ、 Ｒｈ、 Ａｕ、 Ｐｄ。
Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕが耐食性向上に非常に大きな効果があ
ることが判明した。
ることが判明した。
ここで、 Ｐｔ、 Ｒｈ、 Ａｕ、 Ｐｄ、 Ｉｒ、
Ｏｓ、 Ｒｕの合計の下限を ０．０１ｗｔ％としたの
は、これより少ない量では耐食性の向上が望めず、また
上限を５ｗｔ％以下としたのは、これより多く添加して
も経済的な負担に較べその効果が小さくなるためである
。
Ｏｓ、 Ｒｕの合計の下限を ０．０１ｗｔ％としたの
は、これより少ない量では耐食性の向上が望めず、また
上限を５ｗｔ％以下としたのは、これより多く添加して
も経済的な負担に較べその効果が小さくなるためである
。
ニッケルのコストは、チタンのそれとほとんど同じであ
り、ニッケル添加によるコストアップはまったく考えな
くてよく、また、Ｐｔ、 Ｒｈ、 Ａｕ。
り、ニッケル添加によるコストアップはまったく考えな
くてよく、また、Ｐｔ、 Ｒｈ、 Ａｕ。
Ｐｄｇ Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕは高価な金属ではあるが、非
常に少ない量にて十分な効果が得られるため、実質的に
コストアップはわずかである。
常に少ない量にて十分な効果が得られるため、実質的に
コストアップはわずかである。
次に、本発明を具体的な実施例に基いて説明する。
Ｔｉ−５０ｗｔ％合金を５ｗｔ％ＨＣｕ水溶液中にて８
０℃でアノード分極挙動を実験により調査し、その結果
を第１図に示した。第１図より電位を印加していない時
は良好な耐食性を示しているのに対し、アノード側に分
極するとＱ、１’＋７（ｖｓ Ａｇ／ＡｇＣＱ）付近よ
り急に電流が流れ始め腐食が起こり始めた。このような
現象は硫酸水溶液中でも起こり、アノード用材料として
はこのような環境下では不向きであることがわかった。
０℃でアノード分極挙動を実験により調査し、その結果
を第１図に示した。第１図より電位を印加していない時
は良好な耐食性を示しているのに対し、アノード側に分
極するとＱ、１’＋７（ｖｓ Ａｇ／ＡｇＣＱ）付近よ
り急に電流が流れ始め腐食が起こり始めた。このような
現象は硫酸水溶液中でも起こり、アノード用材料として
はこのような環境下では不向きであることがわかった。
そして、８０℃、Ｓ％ＨＣｊｌ水溶液にて第１図の実験
のごとく各供試材のアノード分極曲線を調べ、７ノ一ド
反応が起きる電位を求めた。
のごとく各供試材のアノード分極曲線を調べ、７ノ一ド
反応が起きる電位を求めた。
その結果を第１表に示す。
第１表−１アノード分極挙動試験結果
Ｘ比較合金
第１表−２アノード分極挙動試験結果
Ｘ比較合金
第１表−３アノード分極挙動試験結果
Ｘ比較合金
この第１表で、まったく白金系元素を添加していない＆
１の供試材及びＰｄを０．００５ｗｔ％だけ添加した＆
２の供試材は、電位が０．１１７にて腐食が始まってい
るのに対し、Ｐｄ’ｌｔ０．０１ｗｔ％以上添加した合
金（ＮＱ３〜８）は、さらに高い電位にて始めて腐食が
起こる。これにより、Ｐｄを０．０１ｗｔ％以上添加す
ることにより耐食性が向上することが確認された。
１の供試材及びＰｄを０．００５ｗｔ％だけ添加した＆
２の供試材は、電位が０．１１７にて腐食が始まってい
るのに対し、Ｐｄ’ｌｔ０．０１ｗｔ％以上添加した合
金（ＮＱ３〜８）は、さらに高い電位にて始めて腐食が
起こる。これにより、Ｐｄを０．０１ｗｔ％以上添加す
ることにより耐食性が向上することが確認された。
一層、＆７及びＮａ８は、１．４ｖにて７ノ一ド反応が
起こり始めているが、これは腐食ではなく酸素の発生に
よるアノード反応であり、さらに高い電位まで耐食性は
維持される８一般に、アノード用材料としては、酸素発
生電位が印加されており、＆７の５ｗｔ％のＰｄ添加で
十分な耐食性が得られたこととなる。したがって、
Ｐｄ添加の上限は、５ｗｔ％とすることが適切である。
起こり始めているが、これは腐食ではなく酸素の発生に
よるアノード反応であり、さらに高い電位まで耐食性は
維持される８一般に、アノード用材料としては、酸素発
生電位が印加されており、＆７の５ｗｔ％のＰｄ添加で
十分な耐食性が得られたこととなる。したがって、
Ｐｄ添加の上限は、５ｗｔ％とすることが適切である。
以下、＆９〜＆５０に、 Ｒｈ、 Ａｕ、 Ｐｔ、 Ｉ
ｒ。
ｒ。
Ｏｓ、Ｒｕを添加した場合のアノード反応発生電位を示
しであるが、その傾向はＰｄとほとんど同じであり、Ｐ
ｄと同様、下限を０．０１ｗｔ％、上限を５％Ｉｔ％と
するのが適切である。
しであるが、その傾向はＰｄとほとんど同じであり、Ｐ
ｄと同様、下限を０．０１ｗｔ％、上限を５％Ｉｔ％と
するのが適切である。
次に、第２表に白金系元素を複数添加した場合の影響を
調べた結果を示すが、単独添加と同様な効果があること
が確認された。
調べた結果を示すが、単独添加と同様な効果があること
が確認された。
また、これら白金系元素を添加しても加工性の低下は見
られない。
られない。
第２表 ７ノ一ド分極挙動試験結果
×比較合金
以上のことから１本発明材料は極めて優れた耐食性を有
し、しかも加工性、アノード電極特性も優れているまっ
たく新しいチタン合金であることがわかった。
し、しかも加工性、アノード電極特性も優れているまっ
たく新しいチタン合金であることがわかった。
なお、本発明材料は電解液と接するところに存在すれば
十分であるので、例えばクラッドや溶接接合等のように
内部に異種材料を用い表面のみ本発明材料から構成され
ている電極材、あるいは溶射やめっき等の表面被覆を施
した後それを拡散して本発明の合金組成を形成する電極
材も当然本発明に含まれる。
十分であるので、例えばクラッドや溶接接合等のように
内部に異種材料を用い表面のみ本発明材料から構成され
ている電極材、あるいは溶射やめっき等の表面被覆を施
した後それを拡散して本発明の合金組成を形成する電極
材も当然本発明に含まれる。
上記の本発明によれば、ニッケルが４５ｗｔ％以上、６
０ｗｔ％以下でＰｔ、 Ｒｈ、 Ａｕ、 Ｐｄ、 Ｉｒ
。
０ｗｔ％以下でＰｔ、 Ｒｈ、 Ａｕ、 Ｐｄ、 Ｉｒ
。
Ｏｓ、Ｒｕの元素が合計で０．０１ｗｔ％以上、５ｗｔ
％以下で残部がチタン及び不可避的不純物とすることに
よりほとんどＴ１Ｎｉ合金となり電解採取、あるいは電
気めっきにおける不溶性アノード用材料として使用して
も不働態膜が形成されることなく浴電圧が安定しており
、優れた耐食性を有しその上熱間、冷間の加工性に優れ
た不溶性アノード用材料が得られる。このように一般に
使用される不溶性アノード材としてはもとより電極に二
酸化マンガンを析出させる電解二酸化マンガン製造用等
のアノード材としても好適に使用できる。
％以下で残部がチタン及び不可避的不純物とすることに
よりほとんどＴ１Ｎｉ合金となり電解採取、あるいは電
気めっきにおける不溶性アノード用材料として使用して
も不働態膜が形成されることなく浴電圧が安定しており
、優れた耐食性を有しその上熱間、冷間の加工性に優れ
た不溶性アノード用材料が得られる。このように一般に
使用される不溶性アノード材としてはもとより電極に二
酸化マンガンを析出させる電解二酸化マンガン製造用等
のアノード材としても好適に使用できる。
第１図は本発明に係る実施例材料Ｔｉ−５０％Ｎｉの温
度８０℃、５％ＨＣｊｌ水溶液におけるアノード分極挙
動を示すグラフである。
度８０℃、５％ＨＣｊｌ水溶液におけるアノード分極挙
動を示すグラフである。
Claims (1)
- （１）ニッケルが４５ｗｔ％以上、６０ｗｔ％以下でＰ
ｔ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕの元素が合計
で０．０１ｗｔ％以上、５ｗｔ％以下で残部がチタン及
び不可避的不純物からなることを特徴とする不溶性アノ
ード用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62327758A JP2511685B2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 不溶性アノ―ド用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62327758A JP2511685B2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 不溶性アノ―ド用材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01168836A true JPH01168836A (ja) | 1989-07-04 |
| JP2511685B2 JP2511685B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=18202660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62327758A Expired - Lifetime JP2511685B2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 不溶性アノ―ド用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2511685B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4838531A (ja) * | 1971-09-22 | 1973-06-06 |
-
1987
- 1987-12-24 JP JP62327758A patent/JP2511685B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4838531A (ja) * | 1971-09-22 | 1973-06-06 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2511685B2 (ja) | 1996-07-03 |
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