Платиновый катод ПлРд 95-5: сплав платины с родием для электрохимических систем
Платиновый катод ПлРд 95-5 — изделие из платино-родиевого сплава с массовой долей платины 95 % и родия 5 %. Сплав относится к системе Pt–Rh, кристаллизуется в гранецентрированной кубической решётке и образует непрерывный ряд твёрдых растворов. Введение 5 % родия повышает температуру рекристаллизации и снижает скорость испарения платины при рабочих температурах до 1200–1400 C, сохраняя высокую электрокаталитическую активность в реакциях восстановления водорода и кислорода.
Катоды ПлРд 95-5 выпускают в виде пластин, сеток, стержней и фольги толщиной от 0,05 до 3,0 мм. Материал поставляется по ТУ, соответствующим требованиям к платиновым сплавам электротехнического назначения; содержание родия контролируется пробирным анализом с погрешностью не более 0,2 %. Плотность сплава — 20,6–20,9 г/см, удельное электрическое сопротивление — 0,19–0,21 мкОмм, температура плавления — 1780–1800 C.
Технические параметры
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия эксплуатации | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Содержание Pt / Rh | 95 % / 5 % | Атомно-эмиссионный анализ | — | Отклонение 0,2 % |
| Плотность | 20,6–20,9 г/см | Гидростатическое взвешивание | 20 C | — |
| Удельное сопротивление | 0,19–0,21 мкОмм | Четырёхзондовый метод | 20 C | — |
| Температура плавления | 1780–1800 C | ДТА | Инертная среда | — |
| Плотность тока | до 3 кА/м | Вольтамперометрия | Сернокислый электролит | Анодное растворение минимально |
Области применения
- Электролизёры для получения хлора и каустической соды с ионообменными мембранами.
- Электрохимические генераторы на твёрдополимерных мембранах (PEM) в составе водородной энергетики.
- Катодные узлы установок электрохимического восстановления органических соединений.
- Гальванические линии нанесения покрытий из родиевых и платиновых электролитов.
- Датчики кислорода и pH-зонды для агрессивных сред при температурах до 900 C.
- Электроды для катодной защиты трубопроводов и морских конструкций.
Эксплуатационные особенности
Сплав ПлРд 95-5 устойчив к анодному растворению в сернокислых, хлоридных и фосфатных электролитах. При катодной поляризации в интервале pH 1–12 перенапряжение выделения водорода составляет 0,02–0,05 В, что снижает энергозатраты электролизёров. Родиевая добавка тормозит рост зерна при отжиге и увеличивает ресурс изделия до 40 000–60 000 ч непрерывной работы. Катоды допускают механическую обработку, точечную сварку и пайку твёрдыми припоями на основе серебра.
Вопросы и ответы
Чем обусловлено введение 5 % родия в платиновый катод?
Родий повышает температуру рекристаллизации сплава и уменьшает унос платины при 1200–1400 C, сохраняя каталитическую активность поверхности.
В каких электролитах применим катод ПлРд 95-5?
Сплав работоспособен в сернокислых, хлоридных, фосфатных и щелочных средах при плотности тока до 3 кА/м и pH 1–12.
Какой ресурс у катода из сплава ПлРд 95-5?
При непрерывной эксплуатации в промышленных электролизёрах ресурс составляет 40 000–60 000 ч в зависимости от состава электролита и температуры.
Возможна ли механическая обработка катодов ПлРд 95-5?
Да, сплав поддаётся резке, шлифованию, точечной сварке и пайке серебряными припоями без потери электрохимических характеристик.
