Вплив процесу дегідратації нітрату мангану на якість діоксидно-манганового покриття титанових анодів

Abstract

Проаналізовано проблеми виготовлення та експлуатації титанових анодів з покриттям із діоксидом мангану. Акцентовано увагу на трудомісткості багатошарового осадження оксидного покриття шляхом послідовних операцій нанесення нітрату мангану на титанову основу та його обпалення. Встановлено причину погіршення якості покриття при спробі збільшити його товщину, що наноситься за один технологічний цикл. Причиною є різка інтенсифікація втрати води кристалогідратами нітрату мангану саме у процесі утворення зародків кристалів діоксиду мангану у діапазоні температур 100...150 °С. Доведено, що у названому діапазоні температур необхідно зняти обмеження на стадії утворення нової фази діоксиду мангану і одночасно уповільнити видалення води у газову фазу. Для цього запропоновано ввести у шар рідкого нітрату мангану, після його нанесення на титанову основу, тверду фазу дрібнодисперсної неорганічної композиції, яка здатна утримати воду у формі кристалогідратів у діапазоні температур 100...220 °С. Встановлено, що використання гіпсово-цементної композиції у кількості близько 1 % від маси нанесеного діоксиду мангану дозволяє за один технологічний цикл нанести покриття на порядок більшої товщини без суттєвої втрати його міцності та стійкості до ерозії у процесі подальшої експлуатації.

The problems of production and exploitation of titanium anodes coated with manganese dioxide were analysed. Attention was focused on the complexity of multilayer deposition of the oxide coating by successive operations of applying manganese nitrate to the titanium base and its burning. The cause of the deteriorating quality of the coating while trying to increase its thickness in one work cycle was found out. It is a dramatic increase in water loss by crystalline manganese nitrate that occurs during the formation of manganese dioxide crystals in the 100 ... 150 °С temperature range. It was proved that in this temperature range it was necessary to remove the limits at the stage of formation of a new manganese dioxide phase and simultaneously to slow down the removal of water in the gas phase. To do this, it was proposed to introduce a solid phase of fine inorganic composition capable of retaining water in the crystalline form in the 100 ... 220°С temperature range into the layer of liquid manganese nitrate, after its application to the titanium base. It was established that the use of gypsum-cement composition in an amount of about 1% by weight of manganese dioxide deposited enables one to apply a coating by an order of magnitude thicker in one work cycle without significant loss of its strength and resistance to erosion during subsequent operation.