專(zhuān)利名稱(chēng)：電解二氧化錳用鈦合金陽(yáng)極及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陽(yáng)極，特別是一種電解二氧化錳生產(chǎn)所用的鈦合金陽(yáng)極材料及結(jié)構(gòu)組裝的制作方法。
背景技術(shù)：
自從作為鋅錳電池活性物質(zhì)-二氧化錳采用電解法生產(chǎn)以來(lái)，電解所用的陽(yáng)極材料從石墨、鉛到工業(yè)純鈦取得了很大進(jìn)步，鈦取代石墨和鉛使電解二氧化錳無(wú)論是產(chǎn)量還是質(zhì)量都有了飛躍發(fā)展，顯然鈦?zhàn)鳛椴蝗苄躁?yáng)極有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。然而，純鈦?zhàn)鳛殛?yáng)極有著它固有的鈍化傾向，在稍高的電流密度或電解液溫度低的情況下將發(fā)生鈍化，致使槽電壓升高、電耗增大，以至無(wú)法繼續(xù)電解。為此人們采用了各種方法試圖克服純鈦的鈍化傾向，如對(duì)鈦陽(yáng)極表面進(jìn)行化學(xué)處理、打孔、涂鍍貴金屬、在陽(yáng)極表面進(jìn)行真空滲抗鈍化元素等方法以達(dá)到抗鈍化效果，但多數(shù)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，有的盡管有工業(yè)應(yīng)用但效果并不理想。近來(lái)人們開(kāi)始探索采用合金化的方法制作抗鈍化鈦合金，其中工業(yè)應(yīng)用比較成功的有上海鋼鐵研究所的Ti-Mn-Cr-Fe四元抗鈍化鈦合金已在中國(guó)電解二氧化錳行業(yè)進(jìn)行了大量應(yīng)用(中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利號(hào)91107417.1、美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利號(hào)5.733.428)；然而該陽(yáng)極仍存在難以克服的缺陷，即合金的焊接性能不好，不能進(jìn)行大型陽(yáng)極的焊接組裝，又由于板材軋制工藝難以控制，影響大張板材的批量生產(chǎn)，阻礙了更大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用；同時(shí)，在長(zhǎng)期使用后該陽(yáng)極仍有槽電壓上升的傾向。在陽(yáng)極組裝結(jié)構(gòu)方面，目前工業(yè)應(yīng)用的鈦陽(yáng)極除了方平偉等人發(fā)明的鈦合金陽(yáng)極采用異型截面條狀結(jié)構(gòu)外，都采用平板打孔或瓦楞板狀結(jié)構(gòu)，前者能克服二氧化錳產(chǎn)品開(kāi)裂分層問(wèn)題，而后者仍有產(chǎn)品開(kāi)裂分層現(xiàn)象，使槽電壓產(chǎn)生波動(dòng)，也惡化了產(chǎn)品質(zhì)量。為此，許多科研機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)廠家及有識(shí)之士不斷地進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和研究，但至今尚未有較好的改進(jìn)辦法。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有電解二氧化錳用陽(yáng)極存在的上述弊病，本發(fā)明的目的是提供一種通過(guò)合金組份和工藝優(yōu)化達(dá)到既抗鈍化又能加工及焊接的電解二氧化錳用鈦合金及其制造方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案，是通過(guò)合金組份和工藝優(yōu)化組合達(dá)到既抗鈍化又能加工又能焊接的新鈦合金，它可制作成板材、帶材和線材，其化學(xué)組成為在鈦中加入Mn、Cr、Ni、Al、Sn、Zr、B，Re等8種元素中至少二種，其重量百分比為Mn≤9％，Cr≤9％，Ni≤55％，Al≤6％，Sn≤6％，Zr≤6％，B≤0.5％，RE≤0.5％，余量為T(mén)i及其它不可避免的雜質(zhì)元素。
本發(fā)明的鈦合金組成經(jīng)混合后壓制成自耗電極，在真空電弧爐中進(jìn)行二次熔煉成鈦合金鑄錠，經(jīng)過(guò)熱加工冷加工制成合金線材，然后由該線材編織焊接成網(wǎng)狀陽(yáng)極。
所述網(wǎng)狀陽(yáng)極的線材用純鈦制成，再進(jìn)行表面抗鈍化處理，包括化學(xué)涂層真空滲鍍或電鍍。
本發(fā)明采用上述方案后，陽(yáng)極網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以采用多種網(wǎng)狀形式都能達(dá)到穩(wěn)定槽電壓的效果，該結(jié)構(gòu)也可以用純鈦制作，或再進(jìn)行表面抗鈍化處理，包括化學(xué)涂層真空滲鍍或電鍍，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定槽電壓、提高產(chǎn)品質(zhì)量的效果。
采用上述方案制作的陽(yáng)極可以達(dá)到抗鈍化、降低和穩(wěn)定槽電壓以及提高產(chǎn)品質(zhì)量的效果，實(shí)驗(yàn)證明，在50A/m2電解電流密度的正常工業(yè)電解條件下，槽電壓能穩(wěn)定在2.2伏以下；在80A/m2電流密度下，槽電壓能穩(wěn)定在3.0伏以下；在100A/m2電流密度下，槽電壓能穩(wěn)定在3.3伏以下。所有產(chǎn)品外觀光滑并與陽(yáng)極附著良好，沒(méi)有板狀陽(yáng)極所發(fā)生的開(kāi)裂分層現(xiàn)象，克服了現(xiàn)有工業(yè)用陽(yáng)極的缺陷，是較理想的電解二氧化錳陽(yáng)極。


圖1為本發(fā)明鈦合金陽(yáng)極形狀示意圖。
圖2為本發(fā)明鈦合金陽(yáng)極第二種形狀示意圖。
圖3為本發(fā)明鈦合金陽(yáng)極第三種形狀示意圖。
圖4為本發(fā)明鈦合金陽(yáng)極第四種形狀示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1至圖4為本發(fā)明電解二氧化錳用鈦合金陽(yáng)極四種形狀示意圖，下面結(jié)合具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明電解二氧化錳用鈦合金陽(yáng)極及其制造方法簡(jiǎn)述如下實(shí)施例1在鈦中配入成份為8％Mn+3％Al+1％Zr，混合后壓制成自耗電極，在真空電弧爐中二次熔煉成鑄錠，再加工成φ5mm線材，按圖1組裝成陽(yáng)極，并在常規(guī)工業(yè)條件下采用100A/m2電流密度電解二氧化錳，槽電壓可穩(wěn)定在2.8伏～3.3伏以?xún)?nèi)，產(chǎn)品外觀良好。
實(shí)施例2在鈦中配入成份為4％Mn+8％Cr+1％Zr+3％Al，混合后壓制成自耗電極，在真空電弧爐中二次熔煉成鑄錠，再加工成φ3mm線材，按圖1組裝成陽(yáng)極，并在常規(guī)工業(yè)條件下采用80A/m2電流密度電解二氧化錳，槽電壓可穩(wěn)定在2.3～3.0伏以?xún)?nèi)，產(chǎn)品外觀良好。
實(shí)施例3在鈦中配入成份為6％Mn+5％Cr+3％Al，混合后壓制成自耗電極，在真空電弧爐中二次熔煉成鑄錠，再加工成φ2.5mm線材，按圖2組裝成陽(yáng)極，并常規(guī)工業(yè)條件下采用50A/m2電流密度電解二氧化錳，槽電壓可穩(wěn)定在1.8～2.2伏以?xún)?nèi)，產(chǎn)品外觀良好。
實(shí)施例4在鈦中配入成份為50％Ni+0.006％B，混合后壓制成自耗電極，在真空電弧爐中二次熔煉成鑄錠，再加工成φ2mm線材，按圖2組裝成陽(yáng)極，并在常規(guī)工業(yè)條件下采用100A/m2電流密度電解二氧化錳，槽電壓可穩(wěn)定在2.5～3.2伏以?xún)?nèi)，產(chǎn)品外觀良好。
實(shí)施例5在鈦中配入成份為8％Cr+2％Ni，混合后壓制成自耗電極，在真空電弧爐中二次熔煉成鑄錠，再加工成φ4mm線材，按圖3組裝陽(yáng)極，并在常規(guī)工業(yè)條件下采用50A/m2電流密度電解二氧化錳，槽電壓可穩(wěn)定在2.0～2.2伏以?xún)?nèi)，產(chǎn)品外觀良好。
實(shí)施例6在鈦中配入成份為5％Mn+5％Cr+3％Ni，混合后壓成自耗電極，在真空電弧爐中二次熔煉成鑄錠，再加工成φ3.5mm線材，按圖3組裝成陽(yáng)極，在常規(guī)工業(yè)條件下采用50A/m2電流密度電解二氧化錳，槽電壓可穩(wěn)定在1.8～2.2伏以?xún)?nèi)，產(chǎn)品外觀良好。
實(shí)施例7在鈦中配入成份為6％Mn+6％Cr+3％Sn+2％Zr，混合后壓制成自耗電極，在真空電弧爐中二次熔煉成鑄錠，再加工成φ4.5mm線材，按附圖4組裝成陽(yáng)極，在常規(guī)工業(yè)條件下采用60A/m2電流密度電解二氧化錳，槽電壓可穩(wěn)定在2.0～2.3伏以?xún)?nèi)，產(chǎn)品外觀良好。
實(shí)施例8在鈦中配入成份為6％Mn+5％Cr+0.1％RE，混合后壓制成自耗電極，在真空電弧爐中二次熔煉成鑄錠，再加工成φ2.0mm線材，按圖4組裝成陽(yáng)極，在常規(guī)工業(yè)條件下采用60A/m2電流密度電解二氧化錳，槽電壓可穩(wěn)定在2.0～2.3伏以?xún)?nèi)，產(chǎn)品外觀良好。
權(quán)利要求
1.一種電解二氧化錳用鈦合金陽(yáng)極，其特征是在鈦中加入Mn、Cr、Ni、Al、Sn、Zr、B，Re等8種元素中至少二種，其重量百分比為Mn≤9％，Cr≤9％，Ni≤55％，Al≤6％，Sn≤6％，Zr≤6％，B≤0.5％，RE≤0.5％，余量為T(mén)i及其它不可避免的雜質(zhì)元素。
2.一種電解二氧化錳用鈦合金陽(yáng)極的制造方法，其特征是對(duì)權(quán)利要求1所述的鈦合金組成經(jīng)混合后壓制成自耗電極，在真空電弧爐中進(jìn)行二次熔煉成鈦合金鑄錠，再加工成線材，然后由該線材編織焊接成網(wǎng)狀陽(yáng)極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解二氧化錳用鈦合金陽(yáng)極的制造方法，其特征是所述網(wǎng)狀陽(yáng)極的線材用純鈦制成，再進(jìn)行表面抗鈍化處理，包括化學(xué)涂層真空滲鍍或電鍍。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電解二氧化錳用鈦合金陽(yáng)極組份及其制作方法，在鈦中加入Mn、Cr、Ni、Al、Sn、Zr、B，Re等8種元素中至少二種，其重量百分比為Mn≤9％，Cr≤9％，Ni≤55％，Al≤6％，Sn≤6％，Zr≤6％，B≤0.5％，RE≤0.5％，余量為T(mén)i及其它不可避免的雜質(zhì)元素，混合后壓制成自耗電極，在真空電弧爐中熔煉成鑄錠，再加工成線材，然后組裝成網(wǎng)狀陽(yáng)極。該陽(yáng)極用于電解二氧化錳生產(chǎn)具有抗鈍化性能，在100A/m
文檔編號(hào)C25B1/21GK1974859SQ20061015469
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月14日
發(fā)明者方平偉, 胡明晶, 陳錦超 申請(qǐng)人:永康市民泰鈦業(yè)科技有限公司