JPS62240778A - 炭素質被覆金属電極及びその製造方法 - Google Patents

炭素質被覆金属電極及びその製造方法

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JPS62240778A
JPS62240778A JP61083583A JP8358386A JPS62240778A JP S62240778 A JPS62240778 A JP S62240778A JP 61083583 A JP61083583 A JP 61083583A JP 8358386 A JP8358386 A JP 8358386A JP S62240778 A JPS62240778 A JP S62240778A
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Takayuki Shimamune
孝之 島宗
Masashi Hosonuma
正志 細沼
Toshiki Goto
後藤 利樹
Hisaaki Yokota
横田 久昭
Shingo Yoshida
紳吾 吉田
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Kobe Steel Ltd
De Nora Permelec Ltd
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Permelec Electrode Ltd
Kobe Steel Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、金属の電解エツチング等の表面処理や有機電
解等の腐食性液中における通電用として又はこれらの液
中において直流又は交流を通して電解を行う際に使用す
る耐食性の電極に関する。
(従来技術とその問題点) 耐食性の導電部材や腐食性液中で電解用の電極として従
来から炭素電極が使用されている。炭素電極は非金属と
しては電気伝導度が大きく耐食性が極めて良好であり、
陰極としても陽極としても有効に機能する。しかしなが
ら最近のように電解における高電流密度化に対しては金
属に比較して低い電気伝導度の故に無理に使おうとすれ
ば導電性確保のために極めて厚く大きいものとなってし
まう。又一般に該電極は脆く取扱が不便であり、又電解
中にも表面が崩れ易い等の欠点がある。
このような問題点を解決するため、チタンを代表とする
弁金属基体(芯)上に白金族金属やその酸化物を主成分
とする被覆層を設けたいわゆる金属電極が開発され、広
く使用されている(例えば特公昭48−3954号)。
しかしながらこのような金属電極は、弁金属を使用した
ものは陽極として使用すると極めて安定であるが陰極と
して使用すると基材の水素化や腐食等が生じ短寿命であ
るという欠点を存し、陰極基体として使用されるステン
レス、ニッケル等は陽極として使用すると電解液にもよ
るが短時間で腐食してしまう。従ってこれらの金属電極
は陰陽いずれかの電極として使用される場合はその材料
を選択すれば使用可能であるが、交流のような陰陽両方
の電荷がかかる交番電流の場合にはいずれも短時間に腐
食するという欠点を有している。
これらの他にフェライトを代表とするセラミック電極が
知られているが、導電性が不十分であり炭素電極と同様
の欠点を有する。又形状の自由度も少ない。
(発明の目的) 本発明の目的は、従来の金属電極及び炭素電極の特性を
合わせ持つ電極、特に腐食性液中での通電用として又こ
のような液中での電解用の電極としてを用で陰陽の交番
電流を流すことができる炭素質被覆金属電極とその製造
方法を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、第1に耐食性金属基体上に被覆層を形成して
成る電極において、該被覆層の主成分が炭素質物質であ
ることを特徴とする炭素質被覆金属電極であり、第2に
金属基体上に被覆層を形成して成る電極において、金属
基体上に炭素質物質を含む組成物を塗布又は押出成形し
て被覆し、乾燥後加熱して炭素質物質を主成分とする被
覆層を形成することを特徴とする炭素質電極の製造方法
である。
以下本発明をより具体的に説明する。
本発明の電極の金属基体としては、タングステン、モリ
ブデン、チタン、ジルコニウム、ニオブ等の弁金属ある
いはこれらの合金を用いることが好ましく、用途によっ
てはステンレススチール、インコネル(商品名)、ハス
テロイ (商品名)等の鉄−ニッケル−クロム系等の耐
食性合金を使用することもでき、使用する電解液等の電
解条件によって適宜選択する。このような耐食性金属や
合金を使用する理由は、被覆層が緻密であっても完全に
電解液や該電解液中のイオンが被覆層内へ浸入すること
を防止できず、これらに対する耐性を向上させるためで
ある。
該金属基体上に被覆層を被覆する前に、被覆層と金属基
体との耐着性を向上させるために金属基体表面をブラス
トによる粗面化処理あるいはエツチング等の化学処理に
よる表面活性化処理等を行うことができる。
該被覆層は炭素質物質を主成分とするもので、その化学
組成はその使用目的によって変えることができる。
被覆層の炭素質物質はグラファイトや無定形炭素から成
り、通常50〜95%のグラファイトを含み、かつ該グ
ラファイト原料粒子の粒度は94メツシユ以下であるこ
とが望ましい。炭素質物質中のグラファイト量が50%
以下であると炭素質物質自体の導電性及び耐食性が悪く
なり長期間の安定使用が困難となり、更に被覆層形成の
際の収縮が大き過ぎて良質の被覆層を形成することが困
難になる。又グラファイト量が95%より大きくなると
被覆層形成時の収縮は小さくなるが被覆層が脆くなり・
更に加熱した際に被覆層自身の焼き締まりが悪くなる。
なお、本発明では被覆層の導電性を向上させるために該
被覆層にタングステン及び/又は炭化タングステン等の
タングステン化合物を含ませることができ、その含量は
被覆層全体のO〜40モル%程度とすることが好ましい
なお、被覆層にはグラファイト等の炭素質物質のほか後
述する有機バインダーあるいは粘結剤の加熱処理による
残留物が含まれ、これら残留物を特定することができな
いので厳密な意味でのタングステンのモル%を算出する
ことができない。ここでは前記残留物が全部炭素質物質
であると仮定してタングステンのモル%を算出した。こ
の「0〜40モル%」を重量%に換算すると「0〜95
重量%」となり、あたかもタングステンが被覆層の主成
分であるようにも思えるが、これは炭素質の原子量が1
2、タングステンの原子量が184という両者の原子量
の差が重量%に大きく影響するからであり、モル%ある
いは容量%によれば炭素質物質が主成分であることに変
わりはない。
タングステンの含量が40モル%を越えると被覆層が脆
くなり強度が低下する。被覆層にタングステン成分を添
加すると被覆層の導電性を向上させ、しかも陰分極時に
発生水素等を全く吸収しないため安定性が低下せず、陰
極過電圧が極めて小さく、更に陽分極時には弁金属とし
て機能し耐食性が良好となる。
被覆層の成分としてはこれらの他に、次記する被覆組成
物に含ませた有機バインダーあるいは粘結剤の加熱処理
により形成される炭素質物質の残留物が含まれる。
前記金属基体上に緻密な炭素質物質から成る被覆層を例
えば次のような手順で形成する。
まず前記炭素質物質に必要に応じてタングステン及び/
又はタングステン化合物、フェノール樹脂、ポリビニル
アルコールやカルボキシメチルセルロース(CMC)等
の有機バインダーあるいは粘結剤を加えて混練し泥状の
被覆組成物とする。
該被覆組成物は刷毛等で適宜形状の金属基体に塗布し焼
き付けてもよいが、望ましくは混練した被覆組成物を棒
状の金属基体の周囲に押出成型して緻密で強度の大きい
被覆層を形成する。被覆層の厚みは通常0.2〜51程
度とする。
続いて被覆層中に残存している溶媒の除去、被覆層の安
定化並びに金属基体と被覆層の耐着性を向上さるために
熱処理を行う。この熱処理は被覆層の組成等によって異
なるが通常100〜1800℃で30分〜10時間、特
に残留水素量が問題にならない場合には100〜680
℃で、真空又は不活性雰囲気中で行うことが望ましい。
これで十分に緻密な被覆層を形成することができるが、
更に金属基体表面全体に完全に被覆層が形成されずその
極く一部が露出している場合等に必要に応じて、例えば
前記被覆組成物中に浸して含浸処理することもできる。
(実施例) 以下本発明の実施例を記載するが、これらの実施例は本
発明を限定するものではない。
実施例1 100〜200メソシユのグラファイト粉、325メソ
シユ以下のグラファイト粉、325メツシユ以下の無定
形炭素粉、ポリビニルアルコール及びフェノール樹脂を
重量比でそれぞれ25:25:15:5:60  (百
分率比約19.2:19.2:11.6:3.8二46
.2)にて配合した後混練し、該混練物を線引後機械研
摩を施した純度99%以上のタングステン基体線(直径
3龍、長さ200mm)の周囲に真空押出成形してll
4の炭素質物質被覆層を形成し、次いで120℃で乾燥
した。更に非酸化性雰囲気下400℃で3時間加熱処理
を行った。この被覆層の組成をX線回折法で測定したと
ころグラフアイ)57.4%及び無定形炭素42.6%
(重量及びモル)から成っていることが分かった。
このように製造したタングステン基体線に炭素質物質を
被覆した炭素質被覆電極の周囲を長さ方向に20鰭を残
してフッ素樹脂製のシールテープで覆い電解用試料とし
た(n山部分の面積は0.0314d+*2)。この電
解用試料を2本、液温60℃、濃度200g/A’の塩
酸中で極間距離がioamとなるように平行に配置し、
1秒毎に電流の方向を反転させながら100 A /d
m”の電流密度で電解を行った。
比較のため同じ形状、即ち直径5龍のグラファイト製棒
状電極の周囲を同様にシールテープで2cmの長さを残
して覆い、同条件で電解試験を行った。
その結果本実施例の電極では2000時間以上安定な電
解がm続したのに対し、グラファイト製棒状電極では発
熱のため液温を一定にすることが困難であったほか、1
0時間程度経過した後から電極の電解面が崩れ始め、3
0時間経過後にその太さが半分程度となり、35時間後
には通電不能となった。
実jl引l グラファイト粉末、無定形炭素粉、増粘材、フェノール
樹脂及びタングステン粉を重量比でそれぞれ75:25
=4二60:20(百分率比約40.8:13.6:2
.17:32.(3:10.9)にて配合した後混練し
、該混練物を線引後機械研磨を施した純度99.9%以
上のモリブデン基体線(直径3龍、長さ200鰭)の周
囲に真空押出成形して1鶴厚のタングステン粉末を含む
炭素質物質被覆層を形成し、更に110℃で乾燥し非酸
化性雰囲気下600℃で2時間熱処理を行った。炭素質
物質被覆層の組成をX線回折法及び螢光X線法で測定し
たところ、グラファイト53.1重量%、無定形炭素3
2.8重量%及びタングステン14.1重量%であった
このようにして得たモリブデン基体線上に炭素質物質を
被覆した炭素質電極2本を液温70″Cの200 g/
lの塩酸中において極間距離10mm、電解面積0. 
0314dm”となるように平行に配置しモリブデン基
体線から100 A /dm”の5011z交流を供給
しながら電解試験を行った。この炭素質被覆層の比抵抗
は0.13Ω・備であり、電流100 A/dm” 、
層厚1flではO,0L3Vの電圧降下を生ずるにすぎ
ない。セル電圧は0.94〜1.02Vを示し2000
時間経過した時点でも変化は観察されなかった。この時
点で電解を停止し電極の切断面をXMA (XvAマイ
クロアナライザー)で分析したがモリブデン基体線と炭
素質被覆層の間に空隙は生じておらず又化合物層も観察
されなかった。
一方モリブデン基体線を用いなかった他は前記方法と同
様にタングステン粉末を含む炭素質電極を作製し電解試
験に供したところ発熱が著しく液は沸騰した(電極形状
が直径5 am、長さ200mであり、電流供給部から
電解部までの長さを100 鰭、比抵抗を0.13Ω・
値、供給電流を3.14Aとすると、オーム損は6.6
2Ωで65Wの発熱が生ずることになる)。
又炭素質被覆層を形成させていない直径3fl、長さ2
00 mmのモリブデン線を同様に電解試験に供したと
ころモリブデン線は激しく溶出した。
尖1桝ユ 実施例2と同様にして被覆層組成中のタングステンの比
率を0.10,30.50.70及び90 (重量%)
と変化させた6種類のモリブデン線に炭素質物質を被覆
した炭素質被覆金属電極を作製した。
この電極の陰極電位を下記条件で測定した。その結果を
下記に示す、この結果からタングステンを添加すること
により更に陰極電位が低下し、電極活性が向上すること
が分かる。
測定法:電流断続法 溶液:150g/j!の塩酸水溶液 温度;28〜29℃ 電流密度: 20 A/ds+” 電解面積:0.0314dm″ 陽極二酸化ルテニウムを電極活性物質とする薄膜を表面
に被覆したチタン電極 参照電極:5CE(飽和カロメル電極)原料中のタング
ステ  陰極電位〔νvsSCE)ン比率(重量%) 0       −1.13 10       −0.83 30       −0.78 50          −0.74 70           −0.7490     
      −0. 69夫」1辻エ タンゲステン、モリブデン、チタン、ジルコニウム、タ
ンタル、ニオブ、銅、ニッケル、アルミニウム、Ti−
5Ta、ステンレス316L、30%キュプロニッケル
(Cu−30%Ni−0,5%Fe)の12種類の金属
や合金を金属基体として用い、実施例2と同様に炭素質
電極を作製した(純度はいずれも市販純度)。
これらの電極を実施例2と同様にして電解試験に供した
。2000時間経過した時点でセル電圧、切断面とも異
状が観察されなかったのはタングステン、モリブデン、
チタン、ジルコニウム、タンタル、ニオブ、Ti−5T
a及びステンレス316してあり、銅、ニッケル、アル
ミニウム、30%キュプロニッケルは20〜150時間
程度で溶解が激しく電解不能となった。
(発明の効果) 本発明は、第1に電極用金属基体として耐食性金属を使
用しているため該金属基体が耐食性と導電性を存しかつ
任意の形状に成形することができ、更に電極自体をコン
パクト化することが可能となる。
第2に、炭素質被覆層が緻密な炭素質物質を主としてい
るため、従来の金属1掻では困難であった陰陽の交番電
流における使用に耐えることができる。
第3に、炭素質物質は耐食性が高く、更にタングステン
又はタングステン化合物を含ませる場合にはより導電性
及び電極活性が向上し、良好な耐久性の下、長期間安定
した低い電極電位での操業を行うことができる。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)耐食性金属基体上に被覆層を形成して成る電極に
    おいて、該被覆層の主成分が炭素質物質であることを特
    徴とする炭素質被覆金属電極。
  2. (2)炭素質物質の50〜95重量%がグラファイトで
    ある特許請求の範囲第(1)項に記載の電極。
  3. (3)被覆層が炭素質物質の他に95重量%以下のタン
    グステン及び/又はタングステン化合物を含んでいる特
    許請求の範囲第(1)項又は第(2)項に記載の電極。
  4. (4)タングステン化合物が炭化タングステン粉末であ
    る特許請求の範囲第(3)項に記載の電極。
  5. (5)金属基体がタングステン、モリブデン、チタン、
    ジルコニウム、タンタル、ニオブ等の弁金属又はこれら
    の合金である特許請求の範囲第(1)項から第(4)項
    のいずれかに記載の電極。
  6. (6)金属基体がステンレススチール等の鉄−ニッケル
    −クロム系合金である特許請求の範囲第(1)項から第
    (4)項のいずれかに記載の電極。
  7. (7)金属基体上に被覆層を形成して成る電極において
    、金属基体上に炭素質物質を含む組成物を塗布又は押出
    成形して被覆し、乾燥後加熱して炭素質物質を主成分と
    する被覆層を形成することを特徴とする炭素質電極の製
    造方法。
  8. (8)金属基体の表面を予め処理して粗面化あるいは活
    性化するようにした特許請求の範囲第(7)項に記載の
    方法。
  9. (9)塗布又は押出成形を複数回繰り返して行って被覆
    層を形成するようにした特許請求の範囲第(7)項又は
    第(8)項に記載の方法。
JP61083583A 1986-04-11 1986-04-11 炭素質被覆金属電極及びその製造方法 Expired - Lifetime JPH0768626B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62240779A (ja) * 1986-04-11 1987-10-21 Permelec Electrode Ltd 炭素質被覆金属電極及びその製造方法
CN112513336A (zh) * 2018-08-23 2021-03-16 昭和电工株式会社 电解合成用阳极和氟气的制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5167267A (en) * 1974-12-09 1976-06-10 Mitsui Petrochemical Ind Kihakudenkaishitsuyoekino denkaikangenho
JPS58136788A (ja) * 1982-02-08 1983-08-13 Hitachi Ltd ケイ素の溶融塩電解用電極
JPS59153890A (ja) * 1983-02-19 1984-09-01 フォルシュングスツエントルム ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 陽極として使用できる電極の製造法
JPS62240779A (ja) * 1986-04-11 1987-10-21 Permelec Electrode Ltd 炭素質被覆金属電極及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5167267A (en) * 1974-12-09 1976-06-10 Mitsui Petrochemical Ind Kihakudenkaishitsuyoekino denkaikangenho
JPS58136788A (ja) * 1982-02-08 1983-08-13 Hitachi Ltd ケイ素の溶融塩電解用電極
JPS59153890A (ja) * 1983-02-19 1984-09-01 フォルシュングスツエントルム ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 陽極として使用できる電極の製造法
JPS62240779A (ja) * 1986-04-11 1987-10-21 Permelec Electrode Ltd 炭素質被覆金属電極及びその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62240779A (ja) * 1986-04-11 1987-10-21 Permelec Electrode Ltd 炭素質被覆金属電極及びその製造方法
CN112513336A (zh) * 2018-08-23 2021-03-16 昭和电工株式会社 电解合成用阳极和氟气的制造方法
EP3842571A4 (en) * 2018-08-23 2021-10-13 Showa Denko K.K. ANODE FOR ELECTROLYTIC SYNTHESIS AND METHOD FOR PRODUCING FLUORINE GAS
CN112513336B (zh) * 2018-08-23 2024-03-19 株式会社力森诺科 电解合成用阳极和氟气的制造方法

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