铱钽钛金属氧化物阳极的电化学特性
钛阳极详解
钛阳极详解什么是钛阳极？钛阳极全称叫钛基金属氧化物涂层钛阳极（MMO）。
也叫KSA阳极。
（尺寸形状稳定型阳极）。
它以钛为基板，在钛基板上刷涂贵金属涂层，使其具有良好的电催化活性及导电性。
钛阳极分类：按照在电化学反应中阳极析出气体来区分，析出氯气的称析氯阳极，如钌系涂层钛电极：析出氧化的称为析氧阳极，如铱系涂层钛电极和白金钛网/板。
析氯阳极（钌系涂层钛极）：电解液中氯离子含量高：一般在盐酸环境及电解海水，电解食盐水环境。
对应我公司产品为钌铱钛阳极，钌铱锡钛阳极。
析氧阳极（铱系涂层钛电极）：电解液一般为硫酸环境。
对应我公司产品为铱钽阳极，铱钽锡阳极，高铱阳极。
镀铂阳极（白金钛网/白金钛板）：钛为基材。
表面镀上贵金属铂，镀层厚度一般为1-5um（微米）。
白金钛网网孔规格一般为12.7*4.5mm或6*3.5mm.阳极的选择:如果客户不清楚应该用什么阳极,我们就需要客户提供阳极工作的环境及介质:1. 每平方米的电流密度.(单个阳极所承载的电流强度除以电极表面积)2. 温度.3. PH值.4. 溶液的成分构成及比例.5. 生产的产品或用途等.钛阳极上金属氧化物涂层的作用是什么?通过覆盖不同的涂层,增强导电性能及电催化活性,促进电解反应过程及延长阳极在不同使用环境下的使用寿命,达到预期的使用效果.钛阳极上金属氧化物涂层的厚度问题:起电化催化反应的主要是涂层中的贵金属,只有贵金属含量达到使用要求才能保证阳极产品的正常工作.厚度只是一个表象,主要由刷涂的遍数和溶剂的浓度决定,和贵金属含量含量的多少没有直接联系,过厚的涂层反倒更容易脱落.什么叫阳极钝化什么是金属的钝化现象?把铁丝浸在稀硝酸中时,铁丝很快就会溶解,但吧铁丝放在浓硝酸中时铁丝的溶解现象几乎完全停止了.这时如果把铁丝重放回稀硝酸中,铁丝已不再溶解,用肉眼甚至用显微镜观察也看不出铁丝表面有什么变化,人们认为铁丝这时处于钝化状态.阳极在电角运转过程中,工作寿命有一定的期限.当电压升的很高,实际上没有电流通过时,阳极便失去作用,这种现象称为阳极钝化.阳极使用寿命的影响因素主要有哪些:1. 电流密度:电流密度和阳极寿命成反比.电流越大,阳极使用寿命越短.我公司阳极设计电流密度为2000A/M2内.建议电流密度不要超过2000A/M2.另外尽量避免电流忽大忽小.2. 钛基材:阳极的基材一般选用纯钛,且要求在TA1的材质以上,若使用的基材纯度不够,耐腐蚀性能就会大打折扣,对阳极的使用寿命有很大影响.3. 电解液:电解液中禁止含有氟离子,氰基离子和硫离子,如有对阳极的寿命影响也比较大.电解液中氯离子含量应控制在200PPM以内.4. 倒极:倒极是阳极修复时时常采用的一种方式,可以使已经钝化的旧涂层从基体表面脱落.所以在使用中禁止到极.5. 频繁断电:在没有电流通过的情况下,涂层在溶液中长时间浸泡会受到很大损害.所以在阳极不工作的时候最好通以很小的电流,维持回路的产生,.长时间不用的时候,将阳极从液体中取出,用清水冲洗干净,晾干存放.6. 人为损伤:阳极表面不能有硬伤,如果部分涂层受损,即使是很小的一道划伤,也会使阳极迅速被腐蚀\钝化,最后导致失效.所以在安装及使用阳极中要轻拿轻放,避免磕碰.7. 短路.禁止在通电情况下的阴阳极接触.短路造成的瞬间电流非常大,可烧毁极板.8. 温度:温度和阳极寿命也成反比关系,我公司设计阳极设计温度为40-60度,.建议温度不要超过6 0度.钛阳极的优点(和铅阳极,铅锡阳极对比):1. 尺寸稳定(基体不溶解),极间距不变化,可保证槽电压稳定.2. 工作电压低,电能消耗少,比铅阳极节电20%.3. 阴极产物纯度高.4. 不会产生阳极泥,不污染槽体.5. 重量轻,可降低劳动强度.6. 基体可反复使用.钛阳极在电镀行业的应用电镀的定义:就是利用电解原理在某些金属表面上镀一薄层其它金属或合金的过程,一般情况下,镀层金属做阳极,被氧化成阳离子进入电镀液:待镀的金属制品做阴极,镀层金属的阳离子在金属表面还原形镀层.一般需要含镀层阳离子的溶液做电镀液,以保持镀层金属阳离子的浓度不变.电镀的目的:是在基材上镀上金属镀层,改变基材表面性质或尺寸,电镀能增金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。
钛的阳极氧化原理
钛的阳极氧化原理
钛是一种常见的金属材料，它具有良好的物理和化学性能，经常用于制造工具、器具、各种零件、结构件以及精密的机械零部件。
钛阳极氧化是一种重要的表面处理技术，它可以通过在钛表面形成一层薄膜，使其表面具有非常好的力学性能、耐腐蚀性、耐蚀性和耐热性。
钛阳极氧化一般采用电化学方法进行。
电化学氧化过程的基本原理是，在特定电位上将电解质和氧气混合，并在钛表面形成氧化膜。
在电解过程中，钛质子转移到溶液中，形成Ti+，而氧则取代部分钛原子，形成TiO2(钛氧化物)。
在较低的温度环境中，TiO2膜是结晶的，属于类似金红石的结构；而在高温下，TiO2膜会逐渐变得非晶化，变得更加柔软和有韧性。
钛阳极氧化的电位控制和电解溶液的配制是影响钛氧化物膜质
量的主要因素。
一般来说，电位控制在-1.2至-1.5V之间，电解溶液配制通常是采用氢氧化钠溶液，PH值为3.5-4.5，浓度在30-40g/L。
此外，温度也是重要因素，温度的变化也会影响氧化膜的质量。
一般地，常温下的电解就可以产生较高质量的氧化膜，而高温电解则可以产生更厚的氧化膜，但氧化膜的表面质量会变差。
钛阳极氧化是一种重要的表面处理技术，可以提高钛表面的耐腐蚀性、耐蚀性和耐热性。
在正确的钛阳极氧化条件下，可以产生高质量的氧化膜，从而满足应用要求。
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alk碱水电解槽阴阳极用材料
alk碱水电解槽阴阳极用材料
在碱性水电解槽中，阳极和阴极是两个关键部件，它们决定了电解过程的效率。
以下是对这两个电极所使用的材料的详细介绍：
1. 阳极材料：
钛：由于其良好的耐腐蚀性和低电阻，钛是常用的阳极材料。
为了提高其导电性，通常会在钛的表面涂覆钌、铱或它们的氧化物。
镍基合金：一些镍和铁的合金也被用于阳极材料，尤其是在高温和强碱性的环境中。
导电陶瓷：某些导电陶瓷，如氧化铱和氧化钽，也被用作阳极材料。
2. 阴极材料：
不锈钢：在碱性水电解槽中，不锈钢是最常用的阴极材料。
这主要是因为不锈钢具有良好的耐腐蚀性、高导电性和易于加工的特性。
镍：镍在强碱环境中具有良好的耐腐蚀性，因此也被用作阴极材料。
导电陶瓷：与阳极相似，某些导电陶瓷，如碳化钛和氮化钛，也被用作阴极材料。
总的来说，阳极和阴极材料的选择取决于多个因素，包括电解液的成分、温度、压力以及电极上的反应类型。
在实际应用中，选择适当的材料对于确保
电解过程的效率和稳定性至关重要。
如需了解更多信息，建议咨询材料学专家或查阅相关文献资料。
金属氧化物mmo钛阳极
金属氧化物mmo钛阳极
金属氧化物mmo钛阳极是一种高效的电化学材料，它具有优异的耐腐蚀性、高电化学活性和稳定性，因此在许多领域得到了广泛的应用。
mmo钛阳极在电化学污水处理中具有重要的作用。
它可以将有机物、重金属等有害物质转化为无害的物质，从而达到净化水质的目的。
此外，mmo钛阳极还可以用于海水淡化、废水处理、电镀等领域。
mmo钛阳极在电解制氧中也有广泛的应用。
它可以通过电解水来制取氧气，这种方法比传统的化学方法更加环保、节能。
同时，mmo钛阳极还可以用于电解制氢、电解制氯等领域。
除此之外，mmo钛阳极还可以用于防腐领域。
它可以作为阴极保护材料，防止金属结构受到腐蚀。
此外，mmo钛阳极还可以用于制备电极材料、电容器等领域。
mmo钛阳极是一种非常重要的电化学材料，它在许多领域都有广泛的应用。
未来，随着科技的不断发展，mmo钛阳极的应用领域还将不断扩大，为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。
钛合金阳极氧化 (2)
钛合金阳极氧化1. 简介钛合金是一种具有优异耐腐蚀性和轻质高强度特性的金属材料。
然而，钛合金表面易受到氧化而导致腐蚀和磨损。
为了增加钛合金的耐腐蚀性和改善其表面性能，钛合金阳极氧化技术应运而生。
本文将介绍钛合金阳极氧化的原理、过程和应用。
2. 阳极氧化的原理阳极氧化是一种通过电化学反应在金属表面形成氧化层的技术。
在钛合金阳极氧化中，钛合金作为阳极，经过特定的电解处理，形成氧化膜层。
这种氧化膜层具有良好的耐腐蚀性、硬度和附着力。
在阳极氧化过程中，首先将钛合金作为阳极浸泡在电解液中，然后通过施加一定的电流密度和电压，使阳极发生氧化反应。
这个过程在电极上会产生一定的氧气，并在钛合金表面形成一层致密的氧化膜。
3. 阳极氧化的过程钛合金阳极氧化的过程主要包括以下几个步骤：3.1 电解液准备选择适当的电解液对于阳极氧化的成功至关重要。
常用的电解液包括硫酸、磷酸、硫酸铬和硫酸钠等。
这些电解液中含有一定浓度的酸或盐，可以通过调节电解液的成分和浓度来控制氧化膜的形成和性质。
3.2 清洗和预处理在进行阳极氧化之前，钛合金表面需要进行清洗和预处理，以去除表面的污垢和氧化物。
这可以通过使用溶剂、碱性清洗剂和机械刮削等方法来实现。
3.3 电解过程将清洗和预处理后的钛合金放置在电解槽中，将其作为阳极连接到正极，使其与电解液相接触。
然后，通过施加一定的电流密度和电压，使阳极氧化反应发生。
在电解过程中，阳极会释放出氧气，并在钛合金表面形成一层氧化膜。
电解过程的时间和条件可以根据需要来调整，以获得不同厚度和性质的氧化膜。
3.4 氧化膜处理完成阳极氧化后，需要对生成的氧化膜进行一些处理。
这可以包括清洗、封闭和染色等步骤。
清洗可以去除电解液和残留物，封闭可以提高氧化膜的耐腐蚀性能，染色可以改变氧化膜的颜色。
4. 阳极氧化的应用钛合金阳极氧化技术在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些主要的应用领域。
4.1 航空航天钛合金在航空航天领域具有重要的应用价值，阳极氧化可以提高钛合金的耐腐蚀性能和硬度，延长其使用寿命。
钛阳极在电镀生产中的应用
钛阳极在电镀生产中的应用引言电镀生产工艺中普遍需要使用阳极来完成电化学反应，而随着科技的进步，钛阳极的应用越来越普及。
本文将详细介绍钛阳极在电镀生产中的应用及其优势。
钛阳极的特点耐腐蚀性钛阳极具有优异的耐腐蚀性，由于钛金属自带一层稳定的氧化钛膜，能够有效防止钛金属在强酸和强碱中的腐蚀。
同时，钛金属的耐腐蚀性可以保证钛阳极在电镀液中反复使用，从而降低了生产成本。
轻量化钛金属的密度仅为4.5g/cm³，相对较轻，在使用钛阳极时可以减轻阳极的重量，保证电镀工艺的稳定进行，同时也方便了操作。
电化学特性钛阳极的电化学特性是本文中比较重要的特点。
在电化学反应中，阳极是氧化反应的位置，精细的电镀工艺需要阳极能够在高电场下进行氧化反应。
而钛阳极的电化学特性非常好，能够满足高电场下的反应需求。
生态友好性钛阳极是一种非常环保的阳极材料，与其他材料相比，它不会产生任何污染和危险废物。
钛阳极在电镀生产中的应用电镀铜工艺电镀铜工艺是比较常用的电镀工艺，它通常用于金属表面的保护和美化处理。
钛阳极在电镀铜工艺中的应用可以带来以下优势：1.稳定的阳极反应，可以保证电镀铜的均匀性和质量；2.通过优化钛阳极的应用方式，可以避免电解液中杂质的影响，提高电镀铜的质量；3.钛阳极光滑平整，能够减少气泡的产生，使电镀铜面光洁。
电镀锡工艺电镀锡工艺在电子工业中得到广泛应用，它可以保护电子元器件表面，同时提高导电性。
钛阳极在电镀锡工艺中的应用可以带来以下优势：1.提高电解液的电导率，加快电镀速度；2.钛阳极的稳定性和电化学特性，能够保证电镀锡的均匀性和质量；3.钛阳极不会销蚀、不会破损，能够反复使用，降低生产成本。
电镀镍工艺电镀镍工艺是比较常用的电镀工艺，通常用于锌合金、铜合金等材料表面的保护和美化处理。
钛阳极在电镀镍工艺中的应用可以带来以下优势：1.提高电解液的电导率，加快电镀速度；2.钛阳极在高电场下表现出良好的电化学特性，可以保证电镀镍的均匀性和质量；3.钛阳极的耐腐蚀性，能够保证阳极在反复使用的过程中不会生锈和腐蚀。
纯钛阳极氧化
纯钛阳极氧化纯钛阳极氧化是一种常见的表面处理技术，它可以使钛金属表面形成一层氧化膜，从而提高其耐腐蚀性、耐磨性和耐热性等性能。
本文将从纯钛阳极氧化的原理、工艺和应用等方面进行介绍。
纯钛阳极氧化的原理是利用电化学反应，在电解液中将钛金属表面氧化成一层氧化膜。
具体来说，当钛金属置于电解液中，通过外加电压，钛金属表面会产生氧化还原反应，生成氧化钛膜。
氧化钛膜的厚度和性质取决于电解液的成分、电解条件和钛金属表面的处理方式等因素。
二、纯钛阳极氧化的工艺纯钛阳极氧化的工艺包括预处理、电解液配制、电解、清洗和封孔等步骤。
1. 预处理：将钛金属表面进行机械处理，去除表面的氧化皮和污垢，使其表面光洁度达到要求。
2. 电解液配制：根据不同的要求，选择不同的电解液配方。
常用的电解液包括硫酸、磷酸、硝酸等。
3. 电解：将钛金属置于电解槽中，通过外加电压，使钛金属表面产生氧化还原反应，生成氧化钛膜。
电解过程中，需要控制电解液的温度、浓度、电压和电流等参数，以保证氧化钛膜的质量和厚度。
4. 清洗：将氧化钛膜表面的残留电解液和杂质清洗干净，以免影响其性能。
5. 封孔：在氧化钛膜表面形成微小的孔洞，以便将其染色或涂覆其他材料。
三、纯钛阳极氧化的应用纯钛阳极氧化广泛应用于航空航天、医疗器械、化工、电子等领域。
具体应用包括：1. 航空航天领域：纯钛阳极氧化可以提高钛合金的耐腐蚀性和耐磨性，使其适用于航空航天领域的高温、高压和强腐蚀环境。
2. 医疗器械领域：纯钛阳极氧化可以使钛金属表面具有良好的生物相容性和耐腐蚀性，适用于制造人工关节、牙科种植体等医疗器械。
3. 化工领域：纯钛阳极氧化可以提高钛合金的耐腐蚀性和耐磨性，适用于化工领域的腐蚀介质输送管道、反应器等设备。
4. 电子领域：纯钛阳极氧化可以使钛金属表面具有良好的导电性和耐腐蚀性，适用于制造电子元器件、电池等产品。
纯钛阳极氧化是一种重要的表面处理技术，可以提高钛金属的性能和应用范围。
钌铱钛阳极的优点及问题
钌铱钛阳极的优点及问题钌铱钛阳极的优点及问题钛阳极具有优良的导电性和耐蚀性，使⽤寿命⽐铅阳极⾼得多，可稳定⼯作4000⼩时以上，成本低，将是国内外电镀锌、锡⽣产发展的必然趋势。
钛电极⽬前在⽇本、美国、德国、国内使⽤，不仅⼤⼤节省电镀能耗，⽽且由于可以增⼤电镀电流密度，为⽣产厚镀锌、锡钢板创造了条件。
钛阳极分类：1、按照在电化学反应中阳极析出⽓体来区分，析出氯⽓的称析氯阳极，如钌系涂层钛电极：析出氧化的称为析氧阳极，如铱系涂层钛电极和⽩⾦钛⽹/板。
析氯阳极（钌系涂层钛极）：电解液中氯离⼦含量⾼，⼀般在盐酸环境及电解海⽔，电解⾷盐⽔环境。
对应我公司产品为钌铱钛阳极，钌铱锡钛阳极。
2、析氧阳极（铱系涂层钛电极）：电解液⼀般为硫酸环境。
对应我公司产品为铱钽阳极，铱钽锡钛阳极，⾼铱钛阳极。
3、涂铂阳极：钛为基材。
表⾯涂铂，涂层厚度⼀般为0.5-5µm，⽩⾦钛⽹⽹孔规格⼀般为12.5×4.5mm或6×3.5mm.钌铱钛阳极在电解运转过程中，⼯作寿命有⼀定的期限。
当电压升的很⾼，实际上没有电流通过时，钌铱钛阳极便失去作⽤，这种现象称为阳极钝化。
钌铱钛阳极钝化有以下⼏个⽅⾯的原因。
a.涂层剥落钛钌铱钛阳极由钛基体和钌铱钛活性涂层组成，起电化学反应作⽤的只是钌铱钛活性涂层，如果涂层和基体结合不够牢固，从钛板基体上脱落下来，脱落到⼀定程度，钛钌铱钛阳极就失去作⽤。
（分为粉碎状脱落、凸肚状层剥及开裂型脱落）b.RuO2溶解降低氧的发⽣，则可减缓氧化膜的⽣成。
当电解的总电流密度增加时，氯⽣成速度增加⽐氧⽣成速度增加要⼤得多，所以电流密度增加有利于氯中含氧量的降低。
钛基体进⾏预氧化处理，先形成⼀层氧化膜，这样可增加钌铱钛活性涂层与钛基体的结合⼒，使涂层牢固，可防⽌钌的脱落与溶解，但也会引起钌铱钛阳极欧姆降的升⾼。
c.氧化物饱和活性涂层是由⾮化学计量的RuO2-和TiO2组成，属于缺氧氧化物。
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铱钽钛金属氧化物阳极的电化学特性王廷勇许立坤陈光章摘要：采用热分解方法在钛基体上制备铱钽钛金属氧化物阳极，用扫描电镜对阳极涂层显微形貌进行分析，通过强化电解寿命试验、开路电位测试、消耗率试验及循环伏安曲线研究了金属氧化物阳极的电化学性能.SEM分析结果表明铱钽钛金属氧化物阳极涂层呈现多孔多裂纹形貌结构.随阳极涂层组成不同，涂层显微形貌表现出很大差异，这种差异直接影响阳极电化学性能.电化学性能试验结果表明铱钽钛金属氧化物阳极在酸性介质和海水中具有良好的电化学稳定性和电化学活性.此外，铱钽钛金属氧化物阳极在海水中的消耗率很低，属于不溶性的阳极材料，作为外加电流阴极保护用辅助阳极具有广泛的应用前景.关键词：电化学稳定性,电化学活性,开路电位,循环伏安分类号：TG 174 文献标识码：A文章编号：1006-3471(2000)01-0072-06Electrochemical Characterization of Ir-Ta-Ti Metal OxideCoated Titanium AnodesWANG Ting-yong,XU Li-kun,CHEN Guang-zhang (Qingdao Branch of Luoyang Ship Material Research Institute,Qingdao266071,China)Abstract:Ir-Ta-Ti metal oxide coated titanium anodes of variable composition were prepared by thermal decomposition.Their micro morphorogies and electrochemical properties were characterized by scanning electron microscope,open circuit potential,cyclic voltammetry,consumption rate measurements and accelerated life test.The SEM results indicated that all coatings were of a porous and cracked-mud microstructure influenced greatly by the composition of coatings.The electrochemical measurements showed that the Ir-Ta-Ti ternary oxide-coated anodes exhibited excellent electrochemical activity and electrochemical stability in both acidic media and seawater which were affected by the composition and microstructure of the coatings.Owing to good corrosion resistance and low consumption rate in seawater,metal oxde coated anodes belong to insoluble material,and can be potentially applid in impressed current cathodic protection systems as an anode.Key words：Electrochemical activity,Elcetrochemical stability,Open-circuit potential,Cyclic voltammetry▲外加电流阴极保护用的辅助阳极应具备排流量大、使用寿命长及成本低等特点.金属氧化物阳极是一种尺寸稳定型阳极，由于具有耐蚀性好、消耗率低、电化学活性高，而且价格较低等优点，而逐渐被用作外加电流阴极保护用辅助阳极材料［1～2］.又因采用贵金属铱作为电极材料具有高的电化学活性和耐蚀性能，因而受到普遍重视［3～5］.本文选用贵金属铱作为活性组元，阀金属钽和钛作为惰性组元，采用热分解方法在钛基体上制备了铱钽钛金属氧化物阳极.通过强化电解寿命试验、开路电位测试、消耗率试验及循环伏安曲线研究了金属氧化物阳极的电化学行为，同时应用扫描电镜对阳极涂层显微形貌进行了微观分析.1 实验1.1 金属氧化物阳极的制备阳极基体选用工业用纯钛TA2，对基体进行除油处理及草酸刻蚀.按表1中的成份配比将H2IrCl6.H2O、TaCl5、Ti(C4H9O)4溶于正丁醇与浓盐酸混合溶液中，将涂液涂在处理过的钛基体上，连续依次涂刷多层，每涂覆一层，就将试样放入烘箱中烘干，然后置于热处理炉中进行氧化，最终获得金属氧化物阳极.1.2 电化学性能测试电解池采用三电极体系，铂片作辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，金属氧化物阳极为研究电极.研究了金属氧化物阳极在3.5% NaCl溶液中的开路电位及循环伏安曲线，循环伏安曲线扫描电位区间为0.0 V～1．0 V，扫描速度为150 mV/s，温度为25 ℃，设备为PAR 273恒电位仪.优化配方金属氧化物阳极在海水中的消耗率测定，阳极电流密度为200 mA/cm2，钛板作为阴极，称重使用万分之一分析天平.强化电解寿命试验(苛刻电解条件下考察电极寿命的方法)：试验介质为1 mol/L H2SO4，试验温度为45 ℃，阳极电流密度为2 A/cm2，钛板作辅助阴极，极板间距2 cm,电解初期槽压大约为4.5 V，当槽压上升到10 V时，即认为电极失效，电极的寿命终止.1.3 阳极涂层显微形貌分析用扫描电镜观察阳极涂层的显微形貌，并通过能谱仪对元素的表面分布进行分析，设备为S250 MKⅢ扫描电镜.2 结果与讨论2.1 开路电位不同配方阳极的开路电位见表1.如表所见铱钽钛金属氧化物阳极在3.5% NaCl溶液中的开路电位较正，说明该类阳极具有较高的稳定性，以及良好的耐蚀性.另外，开路电位受涂层组成的影响，当涂层中贵金属铱的含量较高时，阳极的开路电位较正，表明增加涂层中铱含量可提高阳极的耐蚀性.表1 IrTaTi金属氧化物阳极涂层配方设计及电化学试验结果Tab.1 Design matrix and experimental results of IrTaTi metaloxide coated titanium anodes2.2 循环伏安试验金属氧化物阳极涂层的显微形貌为多孔多裂纹结构，其真实活性表面积远远大于几何表面积.由于循环伏安电量Q正比于表面活性点的数量，因此可以利用循环伏安电量Q表征阳极涂层的活性表面积［6］.试验结果见表1，图1给出了1、2、3、4和5号阳极的循环伏安曲线.结果表明活性组元铱含量较高时，氧化物阳极循环伏安电量Q并非最大，相反，加入一定量的惰性组元钽和钛，循环伏安电量Q会增大，因为当铱含量较高时，阳极涂层显微结构比较致密，而加入适量的惰性组元后，阳极涂层由较为致密的显微结构变为多裂纹显微结构，并且裂纹数量较多，尺寸较大，从而使阳极有效的活性表面积增大，其循环伏安电量Q 也随之增大；但是，如果活性组元铱的含量很低，惰性组元钽和钛含量很高，即使阳极涂层表面呈裂纹纵横的显微形貌，裂纹数量很多，氧化物阳极的循环伏安电量Q也很小，即其活性表面积较小.综上所述，氧化物阳极的活性表面积不仅取决于活性组元铱的含量，同时还受阳极涂层结构的影响，只有铱钽钛配比适当的阳极才具有较大的活性表面积(氧化物阳极的显微形貌分析见3.4).图1 阳极在3.5% NaCl溶液中的循环伏安图Fig.1 Cyclic voltammorgrams of anodes in 3.5% NaCl solutiona) No.2 anode b) No.5 anodec) No.4 anode d) No.3 anodee) No.1 anode图2 阳极在海水中的消耗率Fig.2 Consumption rate of anode in seawater as a function of timeat i=200 mA.cm-22.3 强化电解寿命不同配方的阳极强化电寿命见表1，结果表明阳极涂层中铱含量的多少是决定阳极寿命的主要因素，但铱含量最高的阳极的寿命并非最长，当铱含量低于25%时，阳极的寿命急剧下降.表1中2号阳极具有最长的寿命说明，只有加入适量的惰性组元，该阳极才能获得优异的电化学稳定性，以及较长的强化电解寿命.另外，阳极强化电解寿命还受阳极涂层显微结构的影响，涂层显微结构致密会延长阳极的强化电解寿命，而裂纹纵横的显微结构则会降低电解寿命.因为在电解过程中，强化电解寿命很大程度上取决于基体和活性涂层间是否形成了钝化膜，如果涂层表面裂纹数量较多，尺寸较大，那么电解过程中析出的氧就较容易通过裂纹扩散到基体表面，与基体形成不导电的氧化钛钝化膜，从而过早地导致阳极失效.2.4 金属氧化物阳极的消耗率金属氧化物阳极消耗率按下面公式计算：式中V为阳极消耗率(mg/A.a)；W0为阳极初始重量(mg);W t为电解t 时间(年,a)后阳极的重量；I为阳极电流(A).图5表明，电解初期阳极的消耗率比较高，而随着电解过程的进行，阳极消耗率不断减小，并逐渐趋于一个稳定值，接近1 mg/A.a.由于金属氧化物阳极是微孔微裂纹结构，阳极烧结过程中产生的灰烬易吸附于其中，在电解初期，这些附着物短时间内会被阳极表面析出的气体冲刷掉，因此电解初期得到的阳极消耗率比较高，随后阳极的溶解逐渐趋于稳定，阳极消耗率也逐渐趋于一个稳定值.由图可知，金属氧化物阳极的消耗率小于3.5 mg/A.a，低于铂电极在海水中的消费率(6 mg/A.a)［7］，它是一种不溶性阳极材料，作为外加电流阴极保护用辅助阳极具有广泛的应用前景.2.5 金属氧化物阳极涂层的显微形貌表1中1、2、3和6号阳极涂层的显微形貌见图3.由SEM照片可以看出，随涂层中活性组元和惰性组元含量配比的不同，阳极涂层形貌表现出很大差异.当铱含量较高时，涂层结构较为致密(见图3(a)、(b))，但仍存在细小的裂纹.随铱含量降低，钽与钛含量的升高，涂层表面形貌呈龟裂纹状，特别是钽钛含量很高时，涂层表面的龟裂纹就越明显，裂纹数量较多，尺寸较大(图3(c)、(d)).由此可见涂层显微结构直接影响到阳极的电化学性能.能谱分析结果还表明，各元素在涂层表面的分布是不均匀的，在SEM照片中，暗色区含有铱、钽和钛，但主要富集惰性组元钽和钛；在白色的亮带区主要富集贵金属铱(氧化铱)，而钽和钛的含量很少，故存在氧化铱偏析现象；另外，涂层中还存有少量的氯，表明烧结过程中，氯化物并没有完全被氧化.图3 不同阳极涂层的SEM照片Fig.3 SEM micrographs of different anode coatings Composition of the anode coatings(see in Tab.1) a) No.1,b) No.2,c)No.3,d) No.63 结论3.1在阳极极化析氧析氯的情况下，铱钽钛金属氧化物阳极具有良好的电化学活性和电化学稳定性，其电化学性能不仅取决于活性组元与惰性组元的配比关系，还受阳极涂层显微形貌的影响.3.2铱钽钛金属氧化物阳极涂层为多孔多裂纹的显微结构.由于阳极涂层组成不同，涂层显微形貌表面出很大差异，随铱含量的减少，钽和钛含量的升高，涂层由比较致密的显微结构变为裂纹纵横的显微结构.此外，各元素在阳极涂层表面的分布是不均匀的，存在成份偏析现象.3.3铱钽钛金属氧化物阳极在海水中的消耗率很低，它是一种不溶性的阳极材料，作为外加电流阳极保护用辅助阳极具有广泛的应用前景.■基金项目：第十届全国电化学会议(1999年10月，杭州)推荐论文作者单位：王廷勇(七二五研究所青岛分部,山东青岛266071)许立坤(七二五研究所青岛分部,山东青岛266071)陈光章(七二五研究所青岛分部,山东青岛266071)References：［1］J T Reding.Performance of mixed metal oxide activated titanium anodes in deep ground beds［J］.Corrosion,1987:9.［2］Ashok Kumar.New developments in the ceramic anode for cathodic protection［J］.Corrsion,1986:288.［3］Kohichi Kameyama,Kohji tsukada,et al.Surface characterization of RuO2-IrO2-TiO2［J］.J.Electrochem.Soc.,1994,141(3):643.［4］C H Comninellis,G P Vercesi.Preperation of oxygen evolving eldctrodes with long service life under extreme conditions ［J］.J.Appl.Electrochem,1988(33) 4:573.［5］Achille De Battistic.Preperation and characterization of mixed-oxide electrocatalysts based on RuO2 and IrO2［J］.Chimia,1995,49:17.［6］S.Trasatti.Physical electrochemistry of ceramicoxide.Electrochim［J］.Acta,1991,36(2):225.［7］Dong Kexian,Wang Chaochen.Investigation of platinized titanium anode［C］.In:Corrosion Science Branch of National Science and Technology Committee,Proc.Corrosion and Protection Congressin 1979.Peiking China:Science Publishing House,1982:229.。