DE1188895B - Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes aus Titan und einem Metall der Platingruppe durch Plattieren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C23c

Deutschem.: 48 b-5/00

Nummer: 1188 895

Aktenzeichen: D 39673 VI b/48 b

Anmeldetag: 23. August 1962

Auslegetag: 11. März 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes aus Titan und einem Metall der Platingruppe, der insbesondere zur Verwendung als Elektrodenwerkstoff für elektrochemische Prozesse geeignet ist.

Es ist bekannt, aus Titan und einem Metall der Platingruppe, wie Platin, Rhodium, Ruthenium und Iridium, Verbundwerkstoffe herzustellen, die insbesondere als Elektroden für elektrochemische Prozesse, z. B. für die Chloralkalielektrolyse oder die Herstellung von Perverbindungen, geeignet sind. Die Aufbringung der relativ dünnen Edelmetalldeckschichten kann hierbei auf galvanischem Wege oder auf chemischem Wege oder aus sogenannten Glanz-Platinlösungen, wie sie zur Herstellung von Platinschichten auf keramischem Material gebraucht werden, erfolgen. _

Bei der praktischen Verwendung derartiger Elektroden zeigt es sich jedoch, daß die Korrosionsrate des Platins, d. h. die Abtragung des Platins in Abhängigkeit von der durch die Elektrode übertragenen Strommenge, bei den meisten bekannten Verfahren ungünstiger ist als bei Elektroden, die aus reinem Platinmetall in Form von Blechen hergestellt sind.

Es ist weiterhin bekannt, Metallbleche durch Schweißen oder Löten mit einer Grundschicht aus Titan zu verbinden. Dieser Herstellungsprozeß ist jedoch bei den in Betracht kommenden geringen Dicken der Oberflächenschicht in der Größe von einigen μΐη äußerst schwierig und führt häufig nicht zu einwandfreien Produkten.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Verbundwerkstoffes, der nahezu die gleichen Eigenschaften bei gewissen elektrolytischen Prozessen wie Bleche oder Drähte aus dem reinen Metall besitzt.

Entscheidend für die Qualität des Verbundwerkstoffes ist die Haft- und Bindefestigkeit der Platinauflage auf dem Grundmetall Titan.

Es wurde nun gefunden, daß hierfür nicht jede der bekannten Beizprozesse, z. B. in flußsäurehaltigen Beizlösungen, geeignet ist. Es ist vielmehr notwendig, in fiuoridfreien Lösungen vorzubehandeln. Auch auf einem durch Beizen in verdünnter Salzsäure vorbehandelten Titan, wobei eine metallisch blanke Oberfläche entsteht, ist es nicht möglich, ein Platinblech haftfest aufzuwalzen; dieses rollt sich dabei von der Unterlage ab.

Es war nun überraschend, daß eine sehr gute Haftung der aufgewalzten Platinauflage erreicht werden konnte, daß das Titan-Unterlagemetall in Lösungen, die mehr als lOnormal an H⁺- und Cl-Ionen sind, Verfahren zur Herstellung eines
Verbundwerkstoffes aus Titan und einem Metall der Platingruppe durch Plattieren

Anmelder:

Deutsehe Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler,

Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Chem. Dr. Erwin Rossberger, Hanau/M.

vorzugsweise in konzentrierter Salzsäure, gebeizt ao wurde, und zwar während 6 bis 20 Stunden bei 20° C oder während 4 bis 10 Stunden bei 60° C, wobei eine dunkelgraue Oberflächenschicht entsteht. In den ersten Stunden dieses Beizprozesses bildet sich eine graue, pulverartige Oberflächenschicht von Titanas hydrid, die sich leicht abwischen läßt. In den darauffolgenden Stunden entsteht dann eine fest haftende Schicht, welche für die Haftfestigkeit der aufgewalzten Platinauflage verantwortlich ist.

Ein auf diesem Wege hergestellter Verbundwerkstoff besitzt nach dem Abwälzen in der Kälte eine glatte, dichte Oberfläche, die für die Verwendung in gewissen elektrolytischen Prozessen die gleichen Eigenschaften wie kompaktes, durch einen Walzprozeß bearbeitetes Metall aufweist. Es lassen sich hierbei Verbundwerkstoffe erzeugen, bei denen die Oberflächenschicht eine äußerst geringe Dicke besitzt, so daß der Aufwand an Metall nicht größer ist als bei den galvanisch oder chemisch erzeugten Verbundwerkstoffen. Die Lebensdauer von Elektroden, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind, beträgt ein Mehrfaches von solchen, die eine gleich dicke, z. B. galvanisch abgeschiedene Oberflächenschicht besitzen.

Die Herstellung erfolgt beispielsweise folgendermaßen: Ein Titanblech von 5 mm Stärke wird 16 Stunden in kalter konzentrierter Salzsäure gebeizt. Auf seiner Oberfläche hat sich dabei eine dunkelgraue Schicht gebildet. Nach sorgfältigem Spülen wird bei 110° C getrocknet und ein Platinblech von 50 μΐη durch Abwälzen auf 2 mm verbunden. Nun wird etwa 10 Minuten bei 700° C im Vakuum oder unter Schutzgas geglüht. Man erhält dabei. eine

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Grenzschicht zwischen Titan und Platin, in welcher PfTi₈ röntgenographisch nachzuweisen ist. Nach dieser Diffusionsglühung kann noch weiter abgewalzt werden, z. B. auf ein Blech von 1 mm Stärke, wobei die Platinauflage dann eine Stärke von 10 μΐη besitzt.

Die Erzeugung einer PtTig-Zwischenschicht durch Diffusionsglühung kann unterbleiben, wenn man beispielsweise folgendermaßen verfährt: Ein Titanblech von 2 mm Stärke wird wie oben gebeizt und mit Platinfolienstreifen von 5 μΐη Stärke belegt. Es wird kalt und auf 1 mm abgewalzt. Der erhaltene Verbundwerkstoff besitzt eine sehr gute Haftfestigkeit zwischen Unterlage und Platinauflage, die in dem angeführten Beispiel etwa 2,5 μΐη beträgt. Dieser Verbundwerkstoff kann auch verformt werden, ohne daß die Platinauflage abreißt oder aufsteht. Zum Beispiel kann man aus einem Blech von 1 mm Titan mit 2,5 um Platinauflage Streckmetall herstellen. Dieses Material ist besonders geeignet als Anodenwerkstoff bei Prozessen, bei welchen Chlor erzeugt wird, ao oder als Anodenwerkstoff, beispielsweise in Chrombädern.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes aus Titan und einem Metall der Platingruppe, insbesondere zur Verwendung als Elektrodenwerkstoff für elektrochemische Prozesse, durch Plattieren, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmetall aus Titan in einer Lösung, die mindestens lOnormal an H⁺- Ionen und lOnormal an Cl-Ionen ist, vorzugsweise in konzentrierter Salzsäure so lange gebeizt wird, bis sich eine nicht abwischbare, dunkelgraue Deckschicht bildet, und auf diese ein Metall der Platingruppe durch Kaltschweißen, insbesondere durch Kaltwalzen, mit wenigstens 25% Dickenabnahme haftfest aufplattiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Aufwalzen erzeugte Verbundwerkstoff in inerter Atmosphäre bei Temperaturen zwischen 600 und 1000° C während 2 bis 30 Minuten, vorzugsweise 5 bis 10 Minuten, bei 700° C geglüht wird.

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