[其他]含銥基非晶態(tài)金屬合金的陽極及用其作為鹵素電極

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86106789
• 申請日: 1986-10-04
• 公開（公告）號: CN86106789A
• 公開（公告）日: 1987-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邁克爾·艾倫·坦霍·弗爾;喬納森·亨利·哈里斯;羅伯特·卡爾·格拉西里
• 申請（專利權(quán)）人: 標準石油公司
• 主分類號: C25B11/08
• 分類號: C25B11/08;C25B11/10;C25B1/26
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅才希

本專利申請是一九八五年六月二十四日歸檔的美國申請編號第747996號的部分續(xù)篇。

本發(fā)明以含非晶態(tài)金屬合金的陽極為目標。這種合金可以看做是金屬并具有導電性。由于非晶態(tài)金屬合金材料把機械、化學和電學的性能獨特地結(jié)合起來，使它特別適用于新近出現(xiàn)的很多應用領(lǐng)域，因而近年來人們對這種材料產(chǎn)生了興趣。非晶態(tài)金屬合金材料具有結(jié)構(gòu)可變性、高硬度、高強度、柔順性、軟磁性和鐵電體的性能，很高的耐蝕性和耐磨性，特殊的合金成分以及很高的抗輻射損失性能。這些性能在下列領(lǐng)域中是很理想的，諸如低溫焊接合金、磁泡儲存器、強場超導裝置以及作為電力變壓器鐵芯的軟磁性材料。

正如由受讓人所有的美國專利第4560454號所述的那樣，由于這里公開的非晶態(tài)金屬合金的很高的耐蝕性，使它特別適于作為電極的鍍層，而用于釋放鹵素的反應過程的電極，非晶態(tài)金屬合金材料的其他用途是用于氟、氯酸鹽和高氯酸鹽的生產(chǎn)，以及有機化合物的電化學氟化反應等。這種合金還可用作透氫薄膜。

非晶態(tài)金屬合金所具有的獨特的綜合性能，可能是由于非晶態(tài)材料的無序原子結(jié)構(gòu)所造成的。這種無序的原子結(jié)構(gòu)保證了材料具有均勻的化學特性，并避免了那些會限制晶體材料性能的缺陷的進一步擴大。

通常說來，非晶態(tài)材料是由熔化狀態(tài)迅速冷卻而形成的。這種冷卻速度達到10⁶℃/秒左右。能夠提供這種冷卻速度的方法，有濺射、真 空蒸發(fā)、等離子體噴射以及從液態(tài)直接驟冷等。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)從液態(tài)直接驟冷的方法具有最大的商業(yè)價值，因為已知這種技術(shù)能生產(chǎn)各種合金的薄膜、帶材和線材等。

美國專利第3856513號介紹了從熔態(tài)直接驟冷獲得的新穎金屬合金的組成物，并包括有關(guān)這種技術(shù)的一般性討論。該專利描述了這種合金組成物經(jīng)由其熔點以上溫度迅速冷卻所形成的一種磁性非晶態(tài)金屬合金。將熔態(tài)金屬流導入保持于室溫的兩根旋轉(zhuǎn)輥之間的輥隙中，所獲得的驟冷金屬帶，經(jīng)X射線衍射檢測顯示基本上是非晶態(tài)，且具有很好的韌性，抗張強度約達350，000磅/吋²（2415兆帕）。

美國專利第4036638號描述了鐵或鈷和硼的二元非晶態(tài)合金。這種要求保護的非晶態(tài)合金是經(jīng)過一個真空熔鑄過程而形成的。即在大約100毫乇的部分真空中將熔融合金經(jīng)一個小孔噴射在一個旋轉(zhuǎn)著的圓筒上。這些非晶態(tài)合金取自連續(xù)的帶材，并都具有很高的機械硬度和韌性。

上述非晶態(tài)金屬合金不同于本發(fā)明實際所采用的合金，它未被提及用作電極。對于從氯化鈉溶液中釋放氯氣的方法，已經(jīng)制備了某種鈀磷基金屬合金，這在美國專利第4，339，270號中已有論述。該專利展示了多種三元非晶態(tài)金屬合金，其中含10～40原子%的磷和（或）硅，90～60原子%的兩種或兩種以上的鈀、銠和鉑。另外，還可以含的元素有鈦、鋯、鈮、鉭和（或）銥。這些合金可在電解過程中用作電極。該專利并談到，這些合金在鹵化物溶液的電解反應中具有很好的耐蝕性。

M.Hara;K.Hashimoto和T.Masumoto三位專利權(quán)人已經(jīng)研究了上述合金的陽極特性并發(fā)表示各種刊物中。如《電化學學報》第25期、1215頁～1220頁（1980）上題目為“非晶態(tài)鈀鈦磷合金在氯化鈉溶液中的陽極化效應”一文中介紹了在高溫下鈀屑與磷發(fā)生反應形成磷化鈀，磷化鈀然后再與鈦熔合。所得合金以轉(zhuǎn)輪方法軋制成10～30微米厚的帶材。

《應用電化學雜志》第13期，295～306頁（1983）中，題為《含釕、銠、銥或鉑的非晶態(tài)三元鈀磷合金在濃氯化鈉熱溶液中的陽極特性》一文敘述了標題合金，也是由熔融狀態(tài)用轉(zhuǎn)輪方法得到的。還制備了鈀一-硅合金，并作了評價，但發(fā)現(xiàn)作為陽極并不理想。發(fā)現(xiàn)所報導的該陽極合金比DSA有更好的耐蝕性、更強的氯氣活度和更弱的氧氣活度。

最后，在《非結(jié)晶固體雜志》第54期、85頁～100頁（1983）上發(fā)表的“非晶態(tài)鈀銥磷合金在熱濃氯化鈉溶液中的陽極特性》一文中斜述了這種合金也是由轉(zhuǎn)輪方法得到的，具有中等的耐蝕性，以及高的氯氣活度和低的氧氣活度。

作者們發(fā)現(xiàn)，這些合金的電催化選擇性要比已知的尺寸穩(wěn)定陽極（DSA）大得多。尺寸穩(wěn)定陽極是由金屬鈦基體和釕、鈦的氧化混合物組成的。尺寸穩(wěn)定陽極的缺點是在氯化鈉溶液的電解過程中，并非完全選擇氯氣釋放，一些氧氣也會同時放出。而上述各種合金的氧氣活度則比尺寸穩(wěn)定陽極低。