アノードの形状と電流分布: カソードのマッチングがフィールド寿命を決定する理由

アノードはコーティングによって指定されます。カソードには BOM に線が入ります。現場では、通常、最初に問題が発生するのはどちらでもありません。

電流はチタン陽極表面全体に均一に分布することはありません。設計には平均 200 A/m² と記載されています。実際には、エッジ、コーナー、導体バーの境界面、および陰極の真反対側の面では 300 ～ 400 A/m² が発生する可能性があります。エッジ効果は、境界に密集する電気力線によって発生します。長方形プレートの長さと幅の比率が 5:1 を超える場合、エッジ強調係数は 1.6 に近づきます。これは、中心が設計荷重に達していないのに、エッジがすでに設計荷重を超えていることを意味します。

コーティングの化学薬品ではこれを解決できません。 Ru-Ir か Ir-Ta は関係ありません。過熱されたエッジでは、最初に微小亀裂が発生し、気泡が停滞し、局所的な不動態化が始まります。劣化が始まる場所を決定するのは、アノードの形状とカソードの配置方法です。

プレート対プレートでは比較的安定したフィールドが得られますが、それでもエッジが集中します。メッシュアノードは有効面積を広げ、背面放電を可能にし、実際の電流密度を低下させ、開口部からガスを逃がします。トレードオフは、メッシュの交差により独自の乱流が発生することです。現在の電線交差点の混雑状況。溶接の熱影響部が最初に劣化します。管状または棒状のアノードは深い井戸や狭いセルに適していますが、長さに沿って抵抗電圧降下が発生します。市販の純チタンの抵抗率は約 0.47 μΩ・m で、これは銅の約 30 倍です。長いロッドでは、下端の電流密度は上端よりも著しく低くなります。複数の給電点またはチタン銅複合バスバーが必要になります。

カソードが不整合であると、正常なアノードが無駄になります。アノードに面したカソード側には、より多くの電流が流れます。遠い側は少なくなります。鋭い角、バリ、カソード上の垂れ下がったスラグは、局所的なフィールドを歪めます。対応するアノード ゾーンは、キャンペーン全体にわたって過電流で動作します。酸性銅めっき、銅箔の製造、貴金属の電解採取では、陰極のノジュールやデンドライトは陰極だけの問題ではありません。それらは不均一なアノード電界分布からフィードバックされます。

ガスの発生により第 2 層が増幅されます。表面に付着した塩素や酸素の泡は、局所的な有効面積を減少させ、抵抗を上昇させ、電圧変動を引き起こします。メッシュの向き、傾斜角度、循環速度が調整されていない場合、上部にガス膜が形成されます。塗装の寿命が短いような気がします。これは実際には流れ場の問題です。

開始/停止周波数自体もディストリビューションに書き込まれます。継続的な動作により、局所的なホットスポットを自己制限できます。 1 日に複数のオン/オフ サイクルが発生すると、再起動のたびに不均一な分極と過電位のスパイクが発生することになります。エッジコーティングの疲労は、定常的な全負荷時よりもサイクリング時の方が早く蓄積します。

図面を読むときは、「MMO チタン アノード 1000×600」で終わってはいけません。問題は、カソードはどのような形状か、電極間距離の許容誤差はどのくらいか、液面は変動するか、ガスベントはどこにあるのか、給電点はいくつあるか、基板はメッシュかプレートかチューブか、ということです。同じコーティング、同じ荷重、間違った形状、フィールド寿命は 2 倍異なる可能性があります。

アノードは静的な部分ではありません。これは、電場、流れ場、および熱場における耐荷重要素です。間違った形状はシステムの弱点を増幅させます。正しい形状であれば、ラボが予測したとおりにコーティングが老化します。