專(zhuān)利名稱(chēng)：用于電化學(xué)用途的具有機(jī)械粗糙化表面的電極的制作方法
用于電化學(xué)用途的具有機(jī)械粗糙化表面的電極 發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及用于電化學(xué)用途的電極，特別涉及用于電解槽(cel 1) 的金屬電極。發(fā)明背景存在已知的若干使用涂覆的金屬電極的工業(yè)電化學(xué)方法。氯堿電 解給出了特別相關(guān)的例子，其中目前使用配備有鎳陰極和鈦陽(yáng)極的槽。 為了降低作為槽電壓的直接函數(shù)的能量消耗，在鎳和鈦支承基材上施 加催化層。特別地，類(lèi)似情形適用于其它重要的電化學(xué)方法例如水電 解、金屬電解冶金、電鍍和水處理。因?yàn)榇蠖鄶?shù)電化學(xué)反應(yīng)涉及氣體 的析出，該析出使相關(guān)催化層受到連續(xù)的機(jī)械應(yīng)力，這樣的層對(duì)金屬 基材的附著在獲得工業(yè)上可接受的使用壽命中起著關(guān)鍵作用。本領(lǐng)域 技術(shù)人員已知，催化層的附著與支承基材的表面粗糙性輪廓 (roughness profile)(下文稱(chēng)作"接納表面")嚴(yán)格相關(guān)，粗糙性主 要起到錨固要素的作用。技術(shù)文獻(xiàn)公開(kāi)了幾種用于給接納表面賦予粗糙性的處理。 一種工 序由噴射沙子或砂粒構(gòu)成，其中金屬表面通過(guò)帶有沙子或砂粒的高壓 空氣的碰撞射流進(jìn)行磨蝕，即干式噴砂，或者通過(guò)帶有沙子或砂粒的 高壓水的碰撞射流進(jìn)行磨蝕，即濕式噴砂。這些處理將很大量的能量 注入到金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)，結(jié)果產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)使用例如厚度小于lmm的薄 金屬片材時(shí)，內(nèi)應(yīng)力可能產(chǎn)生變形，結(jié)果失去平整性。由于該原因， 干式或濕式噴射僅可適用于相對(duì)厚的片材。然而，對(duì)于厚片材，機(jī)械 噴砂作用帶來(lái)很大硬度提高，這在施加催化層期間可導(dǎo)致裂紋。粗糙 性輪廓的品質(zhì)表現(xiàn)出這種方法的另外缺點(diǎn)，所述粗糙性輪廓難以控制 并且取決于若干制備參數(shù)的組合，所述參數(shù)例如沙子或砂粒的尺寸分布、空氣或水的壓力、噴嘴的尺寸和射流與表面的角度。另外， 一旦 完成沙子或砂粒噴射，則接納表面有可能被撞擊在金屬上的顆粒污染， 所述顆粒負(fù)面地影響催化層的附著性。最后，隨著顆粒尺寸降低，在 一定數(shù)目的加工小時(shí)后必須排出沙子或砂粒物料，結(jié)果降低磨蝕效率。 受被處理金屬基材的磨蝕顆粒污染的沙子或砂粒的處理是困難且高成 本的。本領(lǐng)域中已知的其它技術(shù)包括沙子或砂粒噴射并結(jié)合在HC1中首 次蝕刻，熱處理后接著蝕刻，和金屬或陶瓷氧化物的熔體噴施從而允 許生長(zhǎng)粗糙層。然而，每一種這些技術(shù)均具有相關(guān)缺點(diǎn)。因此，希望提供這樣的方法，該方法在預(yù)處理接納表面的同時(shí)， 避免了以下問(wèn)題預(yù)處理表面不足的潔凈度負(fù)面地影響催化層附著性 的麻煩，預(yù)先確定賦予的粗糙性程度的困難，在工業(yè)生產(chǎn)的同一樣品 內(nèi)或不同樣品間接納表面的品質(zhì)方面缺乏再現(xiàn)性，和處理廢棄的沙子 或砂粒物料以及廢舊蝕刻液的費(fèi)用。發(fā)明概述在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明針對(duì)于制造用于電化學(xué)用途的電極基 材的方法，該方法包括通過(guò)在軋機(jī)的兩個(gè)輥?zhàn)又g光整冷軋所述金屬 片材將表面粗糙性輪廓圖案壓印到金屬片材的至少一個(gè)主表面上，至 少 一個(gè)輥?zhàn)泳哂兴龃植谛暂喞獔D案的負(fù)像。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明針對(duì)于用于工業(yè)電化學(xué)用途的電極， 該電極包含涂覆有催化層的金屬基材，所述基材包括金屬片材，該金 屬片材具有通過(guò)在軋機(jī)的兩個(gè)輥?zhàn)又g光整冷軋所述金屬片材而提供 的表面粗糙性輪廓圖案，至少 一個(gè)所述輥?zhàn)泳哂兴龃植谛暂喞獔D案的負(fù)像。發(fā)明詳述出于本發(fā)明的目的，下面術(shù)語(yǔ)將具有如下含義術(shù)語(yǔ)"a，，或"an"實(shí)體是指一個(gè)或多個(gè)實(shí)體；例如 陽(yáng)極"是指一個(gè)或多個(gè)陽(yáng)極即至少一個(gè)陽(yáng)極。因此，在本文中可互換地使用術(shù)語(yǔ)"a"或"an"、"一個(gè)或多個(gè)，，和"至少一個(gè)，，。還將指出的是， 可互換地使用術(shù)語(yǔ)"包含，，、"包括，，和"具有，，。此外，"選自......中的一種或多種"化合物是指在后繼的羅列中的一種或多種化合物， 包括兩種或更多種化合物的混合物(即組合)。術(shù)語(yǔ)"負(fù)像"定義為具有基本上相同的突出和凹陷幾何分布以及 基本上相同的規(guī)律性和再現(xiàn)性方面的品質(zhì)的鏡像；"負(fù)像，，的特征不 在于相同的平均粗糙度的絕對(duì)值，因?yàn)楸仨毧紤]到機(jī)械轉(zhuǎn)印過(guò)程中接 納表面一定程度的彈性回復(fù)。如本領(lǐng)域所已知的，主要通過(guò)降低槽電壓來(lái)減少電能消耗，降低 槽電壓進(jìn)而可通過(guò)提供具有適當(dāng)催化層的陽(yáng)極和/或陰極得以實(shí)現(xiàn)，所 述催化層能夠促進(jìn)所需電化學(xué)過(guò)程例如氫、氯或氧的析出。本發(fā)明針 對(duì)于用作電極支承基材的金屬片材的預(yù)處理方法，所述電極將作為陽(yáng) 極或陰極安裝在電化學(xué)槽中，在所述電化學(xué)槽中，使電能消耗最小化 是最重要的。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及在金屬片材電極基材的接納表面 上賦予預(yù)定粗糙性輪廓的方法，該方法包括通過(guò)在包含兩個(gè)輥?zhàn)拥能?機(jī)中光整冷軋金屬片材來(lái)機(jī)械轉(zhuǎn)印圖案輪廓。施加到金屬片材上的粗 糙性輪廓通過(guò)在軋機(jī)的至少一個(gè)輥?zhàn)拥谋砻嫔咸峁┢湄?fù)像來(lái)預(yù)先確 定。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，待粗糙化的接納表面可以由適合用作電 化學(xué)方法的電極的惰性基材的任何金屬制成。對(duì)于氯堿電解、金屬電 解冶金、電鍍、電解氯化和水電解，最常用的材料包括不銹鋼、鎳和 鈦?？墒褂玫牧硗饨饘俸辖鸢ㄒ陨虡?biāo)Incoloy 、 Incone^和 11&81611(^@商業(yè)化的鉻鎳合金，以及0. 2%4巴/5%鉭和鋁_釩-錫鈦合金。 Incoloy⑧和Inconel⑧是INCO Ltd.的商標(biāo)，而Hastel 1oy⑧是Haynes Ltd. 的商標(biāo)。催化層包含貴金屬例如鉑、釕、把、銠以及它們的合金或者氧化 物、碳化物、氮化物、碳氮化物、硼化物和硅化物，可以通過(guò)本領(lǐng)域已知的方法將其施加到基材的接納表面，所迷方法包括電化(galvanic )法或含有合適前體的涂料分多個(gè)步驟在300。C-600。C溫 度下進(jìn)行的熱分解。對(duì)于每個(gè)步驟，熱固化具有幾分鐘的典型持續(xù)時(shí) 間，任選最終熱處理至多一個(gè)小時(shí)或更長(zhǎng)。除依賴(lài)于其它特性外，這些類(lèi)型電極的性能明顯依賴(lài)于催化層對(duì) 接納表面的附著性，該附著性是接納表面的許多性能(特別是潔凈度 和表面粗糙程度)的函數(shù)，而與所選金屬或合金的類(lèi)型無(wú)關(guān)。關(guān)于潔 凈度，撞擊到接納表面中的外來(lái)物質(zhì)在涂層施加步驟期間可以溶解并 且擴(kuò)散到催化層內(nèi)，可能劣化電化學(xué)性能，并且它們甚至可以影響與 粗糙性輪廓嚴(yán)格相關(guān)的層的附著性。因此，可以通過(guò)本領(lǐng)域已知的任 何處理得到潔凈的表面以獲得潔凈的金屬表面，所述處理包括機(jī)械清 潔、化學(xué)或電解除油污或者其它化學(xué)清潔操作中的一種或多種。粗糙性輪廓的峰谷高度是影響催化層的附著性的關(guān)鍵參數(shù)之一 ， 另外一個(gè)參數(shù)是例如沿兩個(gè)方向例如待粗糙化的金屬片材的層壓方向 和與其正交的方向測(cè)得的每單位長(zhǎng)度中的峰(或谷)的平均數(shù)目。通 過(guò)按與平均表面水平的絕對(duì)偏差的算數(shù)平均值表示的平均粗糙度(Ra) 對(duì)峰谷高度進(jìn)行量化。在一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)現(xiàn)l微米(yffl)的最小 Ra值對(duì)于防止催化層附著性的顯著喪失是必要的。在另一個(gè)實(shí)施方案 中，例如對(duì)于析氧電極，高于5微米的較高Ra值保證了所需附著性并 且提供了其中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的特定活性區(qū)域的增加，或者換言之， 是為了降低局部有效電流密度，還暗示著降低的局部氣體析出和施加 到催化層的較低機(jī)械應(yīng)力。每單位長(zhǎng)度中的平均峰(或谷)數(shù)目，或 峰頻率，包含沿金屬片基材的層壓方向和與沿其正交的方向測(cè)得的每 cm至少15個(gè)峰。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，通過(guò)在軋機(jī)中將片材在兩個(gè)輥?zhàn)又g進(jìn) 行光整冷軋產(chǎn)生上文限定的接納表面的粗糙度特征，至少一個(gè)所述輥 子具有合適的粗糙性輪廓圖案。通過(guò)多種方法在至少一個(gè)輥?zhàn)拥谋砻?上產(chǎn)生待施加的所選粗糙性輪廓的負(fù)像，所述方法包括用沙子或砂粒 進(jìn)行噴射、光刻蝕法或者激光印刻，這樣的圖像代表著為金屬片材選擇的粗糙性輪廓的負(fù)像。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)必須將片材的兩側(cè)粗 糙化時(shí)，相應(yīng)地可將兩個(gè)輥?zhàn)訄D案化。在另一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)僅在 一側(cè)需要受控的粗糙性輪廓時(shí)，僅可使用一個(gè)圖案化輥?zhàn)优c光滑輥?zhàn)?合用。在顧慮到總體粗糙性輪廓參數(shù)例如表面突出的峰谷尺寸時(shí)，沙 子或砂粒技術(shù)是適用的。在需要峰和谷的特定幾何形狀例如方底棱錐或其它特定幾何形狀 的設(shè)置時(shí)，光刻蝕法和激光印刻法是適用的。在工業(yè)制造期間，在通 過(guò)壓縮將至少一個(gè)圖案化輥?zhàn)拥妮喞獔D案轉(zhuǎn)印到金屬片材上時(shí)，相關(guān) 輪廓圖案的幾何特征轉(zhuǎn)印到金屬片材上，使得賦予給金屬片材的粗糙 性輪廓的品質(zhì)可在同 一 片材內(nèi)或者在多個(gè)片材間得到完全再現(xiàn)。關(guān)于Ra值，發(fā)現(xiàn)在兩個(gè)輥?zhàn)又g的光整冷軋通常導(dǎo)致這樣的粗糙 性輪廓該粗糙性輪廓的特征在于Ra值為至少一個(gè)圖案化輥?zhàn)拥腞a 值的60-80%,即受接納表面的性質(zhì)和冶金狀態(tài)顯著影響的值。任選地， 在壓機(jī)中可能需要多于單一道次例如2個(gè)或3個(gè)道次來(lái)獲得金屬片材 所需的Ra值。還發(fā)現(xiàn)，如果兩個(gè)輥?zhàn)泳哂邢嗤拇植谛暂喞獔D案，即 圖案具有相同的Ra和峰頻率以及峰谷群體的相同分布，則光整冷軋操 作產(chǎn)生處于完美平坦?fàn)顟B(tài)(對(duì)稱(chēng)粗糙化)的金屬片材。當(dāng)將對(duì)稱(chēng)粗糙 化施用于金屬片材時(shí)，還維持了平整性而沒(méi)有任何明顯的變形，甚至 在催化層的施加所需的熱循環(huán)后也是如此。當(dāng)待粗糙化的金屬片材是 薄金屬片材例如具有0.5 mm或更小厚度的片材時(shí)，該結(jié)果特別重要。 如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，不能夠通過(guò)沙子或砂粒的噴射對(duì)這種類(lèi)型的 片材進(jìn)行為確保催化層的最佳附著所需的必要粗糙化，這是因?yàn)榧訅?噴射流的能量會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重變形，該變形在與催化層的施加有關(guān)的熱處 理期間增加。蝕刻處理代表了產(chǎn)生所需粗糙性輪廓的唯一可能性，所 述蝕刻處理需要將薄金屬片材長(zhǎng)時(shí)期地浸入在侵蝕性浴液中。這些操 作表現(xiàn)出的不便是通常引起無(wú)法接受的薄化(所述薄化削弱了該片 材從而使操作困難)，以及浴液的快速耗竭，使它們的處理費(fèi)用刷增。來(lái)自于大量金屬片材的機(jī)械粗糙化的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)教導(dǎo)，在光整冷軋 操作期間輥?zhàn)拥妮喞獔D案可以被磨掉，消失(decay)速率是在轉(zhuǎn)印輥?zhàn)?的圖案輪廓所需的壓縮期間金屬片材中引起的表面硬度增加程度的直
接函數(shù)。例如，在用輥?zhàn)庸庹滠?.5咖鎳片200 (UNS N02200)中， 維氏硬度從剛提供的退火片材的120 HV的值一直增加到165 HV，所 述輥?zhàn)泳哂械拇植谛暂喞奶卣髟谟冢琑a值為30微米并且沿層壓和 正交方向每厘米40個(gè)峰的峰頻率。當(dāng)光整冷軋根據(jù)ASTM B 265的1 級(jí)鈦的0.5 mm片材時(shí)，發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似行為。
還發(fā)現(xiàn)，如果輥?zhàn)拥谋砻嬗捕冗m度地高，則可顯著提高輥?zhàn)拥膲?命，正如工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性所要求的。因?yàn)橛脖砻嫔洗植谛暂喞膲?br> 印可能是困難的，所以發(fā)現(xiàn)通過(guò)多步驟工序可有利地獲得輥?zhàn)拥膱D案 化。在一個(gè)實(shí)施方案中，在第一步驟中，在輥?zhàn)拥臉?gòu)成材料處于第一 冶金學(xué)狀態(tài)時(shí)壓印選定的粗糙性圖案，該第一冶金學(xué)狀態(tài)具有足夠低 的硬度值，且在第二步驟中使輥?zhàn)拥臉?gòu)成材料達(dá)到第二冶金學(xué)狀態(tài)， 其中將表面硬度提高到較高值。在一個(gè)實(shí)施方案中，第二冶金學(xué)狀態(tài) 的表面硬度高于300 HV，在另一個(gè)實(shí)施方案中高于500 HV，使得光整 冷軋操作的磨損作用變得幾乎可以忽略。這樣的結(jié)果可以通過(guò)本領(lǐng)域 技術(shù)人員已知的許多方式得以實(shí)現(xiàn)。提高輥?zhàn)拥谋砻嬗捕榷挥绊懴?前施加的粗糙性輪廓圖案的合適方法包括但不限于輥?zhàn)拥暮线m熱處 理、鍍鉻或化學(xué)處理。用于提高硬度的熱處理特別適用于由析出硬化 鋼例如UNS S13800、 S14800、 S15700、 S17400和S17700制成的輥?zhàn)印?這些鋼包含例如鋁和鈮的元素，所述元素可在粗糙性輪廓圖案的壓印 期間保持在固溶體中(低硬度狀態(tài))，然后通過(guò)合適的熱處理使其析 出，從而導(dǎo)致形成分散在固體結(jié)構(gòu)內(nèi)的微顆粒(高硬度狀態(tài))。
獲得所需硬度水平的另一個(gè)選擇是化學(xué)處理，其中使輥?zhàn)拥谋砻?富集有適當(dāng)擴(kuò)散的元素，特別是碳和/或氮。該結(jié)果可通過(guò)在滲碳?xì)怏w (例如包含曱烷或一氧化碳的混合物)或滲氮?dú)怏w(例如氨)存在下 于合適的溫度下處理輥?zhàn)荧@得。輥?zhàn)舆€可通過(guò)合適厚度的鉻鍍層得到 硬化，所述鉻鍍層能夠賦予所需的抗磨損性而不過(guò)大程度地影響粗糙 性輪廓。
一旦以合適方式制得具有所需粗糙性圖案的輥?zhàn)?，可將它們安裝在合適的軋機(jī)中并且可容易地制得具有基本相同粗糙性輪廓的機(jī)械粗 糙化的金屬片材?？稍谏a(chǎn)軋機(jī)中進(jìn)行整個(gè)操作使得可向電極制造商 提供具有預(yù)定的且高度可再現(xiàn)的表面粗糙性輪廓的金屬片材，從而產(chǎn) 生顯著簡(jiǎn)化且成本低很多的方法。
實(shí)施例1
在500噸的壓力下通過(guò)由析出硬化鋼制成的一對(duì)(具體為2 ) 圖案化輥?zhàn)訉㈡?00 (UNS N02200)的樣品片材(有多厚？)光整冷軋。 輥?zhàn)釉诎惭b到軋機(jī)中之前具有通過(guò)用鐵砂GL 18以合適流速(知道準(zhǔn) 確的流速嗎？)的加壓空氣噴射形成的粗糙性輪廓圖案。用 Hommelwerk GmbH制造的Hommel T1000 C機(jī)械輪廓儀沿兩個(gè)方向即片 材的層壓方向和與其正交的方向測(cè)量粗糙性輪廓圖案。該圖案的特征 在于21微米的Ra值和每厘米18個(gè)峰的峰頻率。在該粗糙化步驟后， 通過(guò)熱處理硬化輥?zhàn)?，此后測(cè)得HV值為390。再次檢查輥?zhàn)拥妮喞獔D 案，沒(méi)有檢測(cè)到Ra值和峰頻率的明顯變化。
在光整冷軋后，鎳片材的Ra和峰頻率分別為15微米和每厘米17 個(gè)峰在片材的整個(gè)表面上以30 cm距離重復(fù)所述測(cè)量，Ra值和峰頻 率偏差可忽略。沒(méi)有檢測(cè)到大的厚度降低。
實(shí)施例2
在與實(shí)施例1的軋機(jī)相同的軋機(jī)中于500噸的壓力下將根據(jù)ASTM B 265的0. 5 mm 1級(jí)鈥片材光整冷軋，所述軋機(jī)配備有一對(duì)(具體為 2 )由表面硬化的鋼制成的圖案化的輥?zhàn)?。輥?zhàn)釉诎惭b到軋機(jī)中之前 具有通過(guò)用鐵砂GL 18以合適流速(知道準(zhǔn)確的流速嗎？)的加壓空 氣噴射形成的粗糙性輪廓圖案。用Hommelwerk GmbH制造的Hommel T1000 C 4凡械輪廓儀沿兩個(gè)方向即片材的層壓方向和與其正交的方向 測(cè)量粗糙性輪廓圖案。該圖案的特征在于40微米的Ra值和每厘米60 個(gè)峰的峰頻率。在該粗糙化步驟后，在包含一氧化碳和二氧化碳的混 合物的滲碳?xì)夥罩型ㄟ^(guò)表面化學(xué)處理將輥?zhàn)佑不Ｔ谔幚硗瓿蓵r(shí)，測(cè)得了 430 HV的硬度值。再次檢查輥?zhàn)拥拇植谛暂喞獔D案，沒(méi)有檢測(cè)到 Ra值和峰頻率的明顯變化。
在光整冷軋后，鈦片材的Ra和峰頻率分別為28微米和每厘米57 個(gè)峰。在片材的整個(gè)表面上以20 cm距離重復(fù)所述測(cè)量，Ra值和峰頻 率偏差可忽略。沒(méi)有檢測(cè)到厚度降低。
實(shí)施例3
由實(shí)施例1和2的鎳片材和鈦片材切割出35 cmx 35 cm尺寸的樣 品，并且按如下所示用催化層將其活化
-出于清潔目的，首先在80。C的10%鹽酸中將鎳樣品酸洗2分鐘。 通過(guò)涂刷包含三氯化釕和二氯化鎳的水溶液并隨后在具有強(qiáng)制通風(fēng)的 烘箱中熱分解來(lái)施加混合的釕和鎳的氧化物的催化層重復(fù)5次涂刷 和熱分解步驟直到獲得12 g/i^的貴金屬載量。將活化的樣品切割成 試樣。根據(jù)所謂的"膠帶試驗(yàn)(Scotch Tape test)"用膠粘帶對(duì)隨機(jī) 選擇的試樣(多少？知道試樣的尺寸嗎？)進(jìn)行附著性測(cè)試，所述試 驗(yàn)通常用作本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的電極工業(yè)制備的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。(存在 關(guān)于此的ASTM標(biāo)準(zhǔn)嗎？)在所有情形中獲得令人滿(mǎn)意的結(jié)果(根據(jù) 該標(biāo)準(zhǔn)什么是令人滿(mǎn)意的？)。將剩余的試樣作為陰極安裝在氯堿實(shí)驗(yàn) 室膜電解槽中并且使其在9(TC下于8000 A/n^的電流密度下工作。在 10個(gè)月的連續(xù)工作后，將試樣從電解槽中取出并且再次對(duì)其進(jìn)行透明 膠帶試驗(yàn)，具有令人滿(mǎn)意的結(jié)果。
-出于清潔目的，在90。C的15%鹽酸中將鈦樣品酸洗3分鐘。通
過(guò)涂刷包含三氯化釕和四氯化鈦的水溶液并隨后在具有強(qiáng)制通風(fēng)的烘 箱中熱分解來(lái)施加由釕和鈦的氧化物構(gòu)成的催化層重復(fù)7次涂刷和 熱分解步驟直到獲得13 g/i^的貴金屬栽量。將活化的樣品切割成試 樣。按上文對(duì)隨機(jī)選擇的試樣進(jìn)行膠帶試驗(yàn)在所有情形中獲得完全 令人滿(mǎn)意的結(jié)果。將剩余的試樣作為陽(yáng)極安裝在電解氯化無(wú)隔膜槽中， 并且使其在3°/。氯化鈉溶液中于30。C下在2000 A/i^的電流密度下工作。 在400小時(shí)的連續(xù)工作后，將試樣從槽中取出并且再次對(duì)其進(jìn)行膠帶試驗(yàn)，且具有令人滿(mǎn)意的結(jié)果。
上述描述不應(yīng)理解為限制本發(fā)明，本發(fā)明可以根據(jù)不同的實(shí)施方 案進(jìn)行實(shí)施而不背離本發(fā)明的范圍，并且本發(fā)明的范圍僅通過(guò)所附權(quán) 利要求書(shū)加以限定。
權(quán)利要求
1.制造電極基材的方法，該方法包括通過(guò)在軋機(jī)的兩個(gè)輥?zhàn)又g光整冷軋金屬片材將表面粗糙性輪廓圖案壓印到所述金屬片材的至少一個(gè)主表面上，至少一個(gè)所述輥?zhàn)泳哂兴龃植谛暂喞獔D案的負(fù)像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述表面粗糙性沿所述金屬片材 的層壓方向和沿與其正交的方向是均勻的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述兩個(gè)輥?zhàn)泳哂兴龃植谛暂?廓圖案。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述粗糙性輪廓圖案包含至少1 微米的最小Ra值和每厘米至少15個(gè)峰的峰頻率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中通過(guò)包括沙子噴射、砂粒噴射、 光刻蝕法或激光印刻的方法在所迷至少一個(gè)輥?zhàn)由袭a(chǎn)生所述粗糙性輪 廓圖案的所述負(fù)像。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中在處于第一冶金學(xué)狀態(tài)的所述至 少 一個(gè)輥?zhàn)由袭a(chǎn)生所述粗糙性輪廓圖案的所述負(fù)像，且隨后通過(guò)硬化 處理使所述圖案化的輥?zhàn)舆_(dá)到第二冶金學(xué)狀態(tài)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述至少一個(gè)輥?zhàn)佑晌龀鲇不?制成并且所述硬化處理是熱處理。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述硬化處理是表面化學(xué)處理， 該表面化學(xué)處理包括在滲氮?dú)怏w或滲碳?xì)怏w存在下加熱所述至少一個(gè) 輥?zhàn)印?br> 9. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述滲氮?dú)怏w是氨。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述滲碳?xì)怏w包含曱烷、 一氧 化碳和任選的C02中的一種或多種。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述硬化處理包括鍍鉻。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中處于所述第二冶金學(xué)狀態(tài)的所 述至少一個(gè)輥?zhàn)拥谋砻嬗捕雀哂?00 HV。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述表面硬度高于500 HV。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述金屬片材包含如下中的一 種或多種鈦、鎳和其合金、不銹鋼、鉻-鎳合金、鈀-鉭合金、以及 鋁-釩-錫-鈥合金。
15. 電極，其包含涂覆有催化層的金屬基材，所述基材由金屬片 材構(gòu)成，所述金屬片材在該金屬片材的至少一個(gè)表面上具有表面粗糙 性輪廓圖案，其中通過(guò)在軋機(jī)的兩個(gè)輥?zhàn)又g光整冷軋所述金屬片材 來(lái)提供該表面粗糙性輪廓，至少一個(gè)所述輥?zhàn)泳哂兴龃植谛暂喞獔D 案的負(fù)像。
16. 權(quán)利要求的15的電極，其中所迷電極構(gòu)成析氯或析氧電化學(xué) 槽中的陽(yáng)極。
17. 權(quán)利要求的15的電極，其中所述電極構(gòu)成電化學(xué)槽中的析氫 陰極。
全文摘要
本發(fā)明涉及對(duì)用作工業(yè)電化學(xué)用途中的電極支承體的金屬片材的表面進(jìn)行粗糙化的方法，和通過(guò)這樣的方法制造的電極。通過(guò)在軋機(jī)的兩個(gè)輥?zhàn)又g光整冷軋?jiān)撈馁x予機(jī)械粗糙化，依照有待通過(guò)壓縮所述金屬片材的表面而轉(zhuǎn)印的預(yù)定輪廓將至少一個(gè)所述輥?zhàn)訄D案化。
文檔編號(hào)B21B1/22GK101626846SQ200880007411
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月18日
發(fā)明者D·F·迪弗蘭克 申請(qǐng)人:德諾拉工業(yè)有限公司