Платиновые аноды ПлРд-7: состав, характеристики и применение
Аноды из платины марки ПлРд-7 — это бинарный сплав на основе платины с содержанием родия 7 % (остальное — платина, сумма примесей не более 0,1 %). Материал поставляется в виде листов, полос, проволоки и сеток по ТУ 48-19-01-90 и применяется в качестве нерастворимых (инертных) электродов в агрессивных средах. Легирование родием повышает твёрдость по Виккерсу до 110–130 HV и снижает скорость анодного растворения по сравнению с чистой платиной, что критично при длительной поляризации в хлоридных и сульфатных электролитах.
Технические параметры сплава ПлРд-7
Сплав сохраняет гранецентрированную кубическую решётку платины; родий образует непрерывный ряд твёрдых растворов, поэтому фазовых превращений в рабочем диапазоне температур не происходит. Удельное электрическое сопротивление — 0,21–0,24 мкОмм, что выше, чем у чистой платины (0,106 мкОмм), но остаётся приемлемым для электродных узлов с плотностью тока до 5 кА/м. Температура плавления — 1780–1800 C, рабочая температура в окислительных средах — до 1200 C.
| Параметр | Значение | Единица | Метод контроля | Условия |
|---|---|---|---|---|
| Содержание Rh | 6,8–7,2 | % масс. | Атомно-эмиссионный анализ | Приёмка партии |
| Плотность | 20,3–20,6 | г/см | Гидростатическое взвешивание | 20 C |
| Твёрдость | 110–130 | HV | Виккерс, нагрузка 1 кгс | Отожжённое состояние |
| Предел прочности | 280–340 | МПа | Растяжение | Лист 0,5 мм |
| Плотность тока | до 5 | кА/м | Электрохимический стенд | NaCl 200 г/л, 60 C |
| Скорость растворения | 0,01 | мг/(Ач) | Гравиметрия | Хлоридный электролит |
Электрохимические свойства и условия эксплуатации
Аноды ПлРд-7 работают в режиме выделения кислорода и хлора. Перенапряжение выделения хлора на поверхности сплава ниже, чем на графите, что снижает долю побочной реакции образования кислорода в хлоратных электролизёрах. В сернокислых средах при плотности тока 2–3 кА/м и температуре 50–70 C ресурс электрода составляет 8000–12 000 ч до предельного износа 0,1 мм по толщине. Родиевая составляющая тормозит рекристаллизацию и препятствует образованию рыхлых оксидных плёнок, которые приводят к отслаиванию активного слоя.
Материал устойчив в соляной, серной, фосфорной кислотах, в растворах гипохлорита натрия и в расплавах солей при ограниченном доступе восстановителей. Не рекомендуется эксплуатация в средах, содержащих ионы железа (III) и органические восстановители, ускоряющие анодное растворение платины.
Области применения
- Электролизёры для получения хлора и каустической соды с ионообменными мембранами.
- Гальванические линии хромирования и родирования: нерастворимые аноды в ваннах с CrO и HSO.
- Установки катодной защиты магистральных трубопроводов и морских платформ.
- Электрохимические генераторы и топливные элементы с кислотным электролитом.
- Лабораторные ячейки для электроанализа и кулонометрии.
- Анодные узлы в производстве пероксида водорода и надсерной кислоты.
Формы поставки и технологические требования
Аноды ПлРд-7 изготавливают в виде пластин толщиной 0,2–3,0 мм, перфорированных листов, расширенных сеток и проволоки диаметром от 0,5 до 3,0 мм. Токоподвод выполняют из титана или тантала с платиновым подслоем; соединение — точечная сварка или запрессовка. Поверхность обезжиривают и травят в царской водке с последующей промывкой деионизированной водой. Крепление в электролизёре — через титановые штанги с токосъёмом, исключающим контактную коррозию.
Вопросы и ответы
Чем ПлРд-7 отличается от чистой платины как анодный материал?
Родий повышает твёрдость до 110–130 HV и снижает скорость анодного растворения в хлоридных средах. Это увеличивает межремонтный период электролизёров и гальванических ванн.
При какой плотности тока допустима работа анодов ПлРд-7?
В хлоридных электролитах — до 5 кА/м, в сульфатных — 2–3 кА/м. Превышение плотности тока ускоряет износ и приводит к пассивации поверхности.
Какой ресурс анода ПлРд-7 в промышленном электролизёре?
При плотности тока 2–3 кА/м и температуре 50–70 C ресурс составляет 8000–12 000 ч до износа 0,1 мм по толщине.
В каких средах аноды ПлРд-7 не применяются?
Среды с ионами Fe, органическими восстановителями и расплавы с интенсивным восстановительным потенциалом вызывают ускоренное растворение платины.
