?鈦陽極失效與脫落的主要原因包括涂層剝落、涂層裂紋、RuO2溶解和氧化物飽和?。這些因素會導致鈦陽極的性能下降,甚至完全失效?。
失效原因
1、電化學腐蝕
在電解過程中,陽極表面會發生復雜的電化學反應。如果電解液中存在某些具有腐蝕性的離子,如氯離子等,它們會與釕銥鈦陽極表面的活性成分發生反應。例如,氯離子可能會穿透陽極表面的氧化膜,與釕、銥等貴金屬發生化學反應,逐漸消耗這些活性成分,導致陽極的電化學活性下降,最終失效。
當陽極極化較大時,也會加速陽極的腐蝕過程。極化會改變陽極表面的電位分布,使某些局部區域更容易發生腐蝕反應。
2、涂層缺陷
釕銥鈦陽極的活性涂層在制備過程中可能存在缺陷。例如,涂層不均勻,會導致局部電流密度過大。在電解過程中,電流密度較大的區域會受到更強烈的電化學作用,加速涂層的損耗。
涂層與鈦基體的結合力不足也是一個重要問題。如果在制備涂層時,預處理不當或者涂層的配方不合理,會使得涂層容易從鈦基體上脫落,從而導致陽極失效。
3、操作條件影響
溫度過高會影響釕銥鈦陽極的性能。隨著溫度的升高,電解液的性質可能發生變化,如離子擴散速度加快、腐蝕性增強等。同時,高溫也會影響涂層與基體的結合力,使得涂層更容易脫落。
電流密度過大是常見的導致陽極失效的操作因素。過大的電流密度會使陽極表面發生劇烈的電化學反應,產生大量的熱量,進一步加速涂層的損壞和活性成分的消耗。
脫落原因
1、結合力問題
如前面所述,涂層與鈦基體之間的結合力是關鍵因素。如果在制備過程中,沒有對鈦基體進行有效的預處理,如表面清洗不徹底、表面粗糙度不合適等,會影響涂層與基體的結合。當在電解過程中受到流體沖擊、電化學應力等作用時,涂層就容易從基體上脫落。
涂層自身的內應力也會影響其與基體的結合。如果涂層在制備過程中產生較大的內應力,在使用過程中這種內應力會逐漸釋放,導致涂層從基體上剝落。
2、機械損傷
在電解槽的安裝、維護或者運行過程中,釕銥鈦陽極可能會受到機械碰撞或摩擦。例如,在清洗電解槽時,如果使用不當的工具或者操作方法,可能會刮傷陽極表面的涂層,破壞涂層的完整性,從而使涂層容易脫落。
電解液的流動沖刷也會對陽極涂層造成機械損傷。如果電解液的流速過大,會對陽極表面產生較大的剪切力,長時間作用下,會使涂層逐漸脫落。
