DE2119066A1

DE2119066A1 - Verfahren zum Herstellen von edel metall und/oder edelmetalloxid beschich teten Gegenstanden, insbesondere Elektro den

Info

Publication number: DE2119066A1
Application number: DE19712119066
Authority: DE
Inventors: Robert Lyon Masotti (Frankreich) C23c 17 00
Original assignee: Progil SARL
Current assignee: Progil SARL
Priority date: 1970-04-21
Filing date: 1971-04-20
Publication date: 1971-11-04
Also published as: BR7102391D0; LU63024A1; IL36656A; NL7105157A; GB1307956A; JPS5324914B1; FR2088659A5; PL83268B1; IL36656A0; ES390345A1; BE766023A; US3773639A; CA933881A; RO61059A; SE366345B; AT304990B; CH524690A

Description

b etreffend:

"Verfahren zum Herstellen von edelmetall- und/oder edelmetalloxid-beschichteten Gegenständen, insbesondere Elektroden."

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abscheiden von Edelmetallen oder Edelmetalloxiden durch Kathodenzerstäubung auf einen Metallträger, um diesem gute Eigenschaften sowohl hinsichtlich der Korrosionsfestigkeit als auch der elektrochemischen Aktivität zu verleihen. "'' "^

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Der erfindungsgemäß beschichtete Werkstoff kann mit Erfolg für Elektroden in Elektrolysezellen mit Diaphragma oder Checksüberkathode oder in»Brennstoffelementen oder Brennstoffzellen sowie in Entsalzungsanlagen Verwendung finden.

Die üblicherweise als Anoden verwendeten Elektroden bestehen häufig aus Graphit, Ihre.Verwendung ist immer von einigen Nachteilen begleitet, die auf dem Elektrodenverbrauch (Abbrand) beruhen; dieser Abbrand bedingt eine Erhöhung der zum einwandfreiem Betrieb der Elektrolyse-Anlage erforderlichen Spannung infolge der Vergrößerung des Abstand zwischen den beiden Elektroden sowie eine Verunreinigung (Vergiftung) des Reaktionsmediums.

Es wird deshalb seit einiger Zeit versucht, für derartige Verwendungen Anoden zu entwickeln, die aus einem Metall bestehen_s das eine gute Korrosionsfestigkeit gegenüber dem sie umge-bendea Medium besitzt und dije mit einem elektrochemisch aktiven Edelmetall überzogen/, wobei dieses Schichtmaterial abschließend eine die Aktivierung begünstigende Behandlung erfährt. Diese Anoden sind form- oder dimensionsbeständig und besitzen nicht die oben angeführten Nachteile. Bekannt geworden sind: Aus der schweizerischen Patentschrift 236 579 eine mit Platin überzogene Anode aus Zirkonium oder einer Zirkonium-Titanlegierung j

aus der US-Patentschrift 2 719 797 eine mit Platin überzogene Anode aus Tantal oder Niob;

aus der französischen -Patentschrift 1 200 841 eine mit Platin überzogene Anode aus Titan, wobei das Titan in der lage ist, in den Elektrolyselösungen (Elektrolyten) eine Oxid-Sperrschicht zu bilden, die die Tantaloberflache an den Stellen schützt, an denen das Platin porös ist; ο

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schließlich eine Elektrode aus einem Metall, das eine Sperrschicht bilden kann und mit einem Edelraetalloxid (französische Patentschrift 1 479 762) oder einem Gemisch aus Edelmetalloxiden und Nichtedelmetalloxiden (französische Patentschrift 1 555 960) beschichtet oder überzogen ist.

Eine Vielzahl von Verfahren wurden bisher angewandt, um der atgschiedenen Edelmetallschicht die Hafteigenschaften gegenüber dem Trägermetall und die elektrochemische Aktivität zu verleihen. Als Beispiel für Abscheidungsverfahren seien genannt das Aufdampfen im Vakuum, die thermische Zersetzung von Metallverbindungen sowie die elektrochemischen oder mechanischen Abscheidungsverfahren.

Die. seit langem bekannte Arbeitsweise der Kathoden-

oesonders
zerstäubung hat sich als/geeignet erwiesen zur Erzeugung von Abscheidungen oder Niederschlagen, die auf den verschiedenen verwendeten Trägern ausgezeichnet haften und eine sehr gleichmäßige, homogene und reine Schicht ergeben. Die Arbeitsbedingungen, unter denen die Kathodenzerstäubung vorgenommen wird, beeinflußen in besonderer Weise die elektrochemischen Eigenschaften der so erzeugten Elektroden.

Es hat sich nun gezeigt, daß bei Durchführung der Kathodenzerstäubung unter ganz bestimmten Bedingungen Elektroden erhalten werden, die in hervorragender Weise für ihre spätere Verwendung geeignet sind.

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zum Abscheiden von Edelmetallen oder Edelmetalloxiden auf einen Metallträger mittels Kathodenzerstäubung und ist dadurch.

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gekennzeichnet, daß der Metallträger zunächst einem Ionenbeschuß in einer Edelgas-Restgasatmosphäre unterworfen wird und dann, ohne, das Absinken der durch Ionenbeschuß erhöhten Temperatur abzuwarten, mittels Kathodenzerstäubung mit einem Edelmetall oder einem Edelmetalloxid beschichtet wird, wobei die Kathodenzerstäubung zunächst in einer Edelgas-Restgasatmosphäre und dann in einer .Atmosphäre aus Edelgas und Sauerstoff vorgenommen wird. Vorzugsweise wird als Edelgas reines Argon verwendet.

Diese Arbeitsweise der Kathodenzerstäubung gehört in die Klasse der Metallabscheidungen durch elektrische Entladung in einem Gas mit geringem Druck (Teilvakuum).

Die erforderliche Vorrichtung umfaßt eine Vakuumkammer, ein "Pumpsystem oder Pumpenaggregat, eine Hochspannungs-Speisung und ein Gas-Einlaßsystem. Die Vakuumkammer enthält die aus Edelmetall bestehende Kathode und die aus dem Metallträger, der beschichtet werden soll, bestehende Anode. Die Kathodenzerstäubung besteht darin, daß aus der Kathode durch den Beschuß mit durch den Abfall des Kathodenpotentials (Kathodenfall) beschleunigten Ionen Atome herausgeschlagen oder extrahiert werden.

Die von der auf eine hohe negative Spannung gebrachten Kathode freigesetzten Elektronen werden beschleunigt und bewirken die Ionisation der Moleküle des Restgases in dem Raum zwischen den Elektroden. Bei jedem Zusammenprall bildet sich dabei ein positives Ion, das zur Kathode hin wieder beschleunigt wird und ein Elektron, das sich zur Anode richtet. Durch den Aufschlag oder Aufprall des positiven Ions auf der Kathode werden aus deren Oberfläche Atome herausgeschlagen, die sich auf der Anode niederschlagen.

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- ο —

Eine derartige Arbeitsweise ist insofern von Bedeutung, als Niederschläge oder Abscheidungen von hohem Reinheitsgrad erhalten "werden, weil die Vakuumkammer im Hochvakuum entgast v/erden kann und die Zusammensetzung des ionisierten Gas, d.h. das Plasma "beeinflußt werden kann, das sich im Verlauf der Entladung bildet und das . eine Wirkung auf die Struktur und die Eigenschaften der niedergeschlagenen Schichten ausübt.

Der Metallträger, also die Anode, wird vor dem Einbringen in den Vakuumraum vorbehandelt, und zwar sandgestrahlt, damit das Metall eine für gute elektrochemische Eigenschaften günstige große entwickelte (ausgedehnte) Oberfläche erhält, sowie entfettet, um den erforderlichen Sauberkeitsgrad zu erreichen. Dieser Träger und das zu zerstäubende Edelmetall werden dann im Vakuumraum als Elektroden angeordnet. Während des Ionenbeschusses wird der Metallträger durch Anlegen einer hohen negativen Spannung als Kathode geschaltet. Er wird damit zeitweilig zur Kathode und zerstäubt. Das Edelmetall wird während dieses Arbeitsschrittes durch eine bewegliche Maske vor den aus dem Träger herausgeschlagenen Atomen geschützt. Dieser Ionenbeschuß des Trägers hat zum Ziel, die Oberfläche, die nachher beschichtet werden soll, zu entgasen und abzubeizen, indem die Oxidschichten, die Spuren von Kohlenwasserstoffen, Fetten und anderen mehr entfernt werden. Man erhält auf diese Weise einen Träger, dessen Oberfläche sich so weit wie möglich dem Zustand des reinen Metalls angenähert hat. Dieser Ibnenbeschuß, der bei Raumtemperatur einsetzt, ist von einer Erhöhung de:
erreicht.

höhung der Temperatur begleitet, die 300 bis 50O⁰C

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mm Q μ

Der Metallträger wird dann schnell von der Hochspannungsquelle getrennt und als Anode geschaltet, die bereit ist, den Niederschlag infolge der Kathodenzerstäubung des in Kathodenstellung befindlichen Edelmetalls aufzunehmen. Die Schutzmaske der Kathode wird entfernt und die letztere mit der Hochspannungsquelle verbunden. Diese Kathodenzerstäubung auf die Anode wird unmittelbar anschließend vorgenommen und dadurch ein merkliches Absinken der Anodentemperatur, die etwa 30O⁰O beträgt, vermieden. Dieses Aufrechterhalten der Temperatur ist sehr wichtig für die elektrochemischen Eigenschaften der späteren Elektrode. Die erste Phase der Kathodenzerstäubung wird in einer Edelgas-Restgasatmosphäre, vorzugsweise in reinem Argon während 30 Sekun^an bis zu 5 Minuten vorgenommen. Diese Zeit reicht auch aus, um der späteren Elektrode gute Korrosionsfestigkeit-Eigenschaften zu verleihen, weil die erzeugte Haftschicht sehr gut auf dem. Metallträger verankert ist unter Bildung einer Mikrodiffusiönsschicht. Durch die Anwesenheit des Edelgases wird die Bildung einer Metalloxidschicht auf der Oberfläche des Trägers verhindert. Man erhält auf diese Weise einen Träger in praktisch metallischem Zustand, dessen Oberfläche keinerlei Verunreinigungen enthält und mit einer harten und kompakten Schicht aus Edelmetall überzogen ist.

Sobald die abgeschiedene Schicht ausreichend stark ist, um die Metalloberfläche des Trägers gegen die Korrosion zu schützen, wird die zweite Phase der Kathodenzerstäubung in einer Reatgasatmosphäre aus Edelgas, vorzugsweise Argon und Sauerstoff vorgenommen, wobei der Partialdruck des Sauerstoffes in dem Gemisch bei 0,1 bis 25 % gehalten wird. Die Einführung von Sauerstoff in dieser Verfahrensstufe ist von großer Bedeutung, weil sie zu einem Hieder-

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schlag aus Edelmetall oder einem Oxids dieses Edelmetalls von besonderer Beschaffenheit führt. Man erhält so ein feinverteiltes mikrokristallinSs und poröses Material, das anschließend nicht mehr aktivierend behandelt werden muß, um gute elektrochemische Eigenschaften aufzuweisen. Es hat sich gezeigt, daß bei der Zerstäubung des Edelmetalls in Gegenwart eines bestimmten Prozentgehaltes Sauerstoff im Argon das Metall nicht oxidiert wird und man ein poröses Edelmetall mit geringerer Dichte als normal erhält, infolge der Adsorption des Sauerstoffs durch das Metall,ohne daß dabei das Oxid gebildet wird. Allgemein erhält man einen Niederschlag aus mikrokristallinem Edelmetall oder Edelmetalloxid mit großer spezifischer Oberfläche; dies ist sehr wichtig, weil die elektrochemische Aktivität unmittelbar proportional dieser Oberfläche ist.

Der Einfachheit halber wird in der vorliegenden Beschreibung als Edelgas überwiegend Argon angegeben; selbstverständlich kann das Argon aber ganz oder teilweise durch jedes andere Edelgas ersetzt werden.

Als Metallträger, der die Anode bildet, wird ein Metall verwendet, das in den Elektrolyten eine Sperrschicht ausbilden kann, d.h. Tantal, Zirkonium, Niob, Titan und ihre Legierungen. Es kann auch ein Träger verwendet werden, der duash Korrosion angegriffen wird, aber ein guter elektrischer Leiter ist, beispielsweise Kupfer, Stahl oder Aluminium das (der) zuvor mit einer ausreichenden Schutzschicht dieser Metalle, die eine Sperrschicht oder Sperrhaut bilden kann, überzogen worden ist.

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Zu den Edelmetallen, die die Kathode bilden und auf die Anode zerstäubt werden, gehören die Metalle der Platingruppe, d.h. Platin, Iridium, Palladium, Rhutenium, Osmium, Rhodium und ihre Legierungen; die Metalle und/oder legierungen können einzeln oder im Gemisch miteinander Verwendung finden. Der Jonenteschußdes als Kathode geschalteten Metallträgers soll ausreichend lang -vorgenommen werden, um ein gutes Entgasen und Abbeizen bzw. Reinigen der Oberfläche zu gestatten. Allgemein reicht eine Spanne von 10 bis 30 Minuten aus, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.

' Die Zeitdauer der Kathodenzerstäubung des Edelmetalles in reiner Argon-Restgasataosphäre muß ebenfalls ausreichen, um eine Mibrodiffusionsschicht zu erhalten, die einen guten Schutz des Metallträgers gestattet. Allgemein wird dieses angestrebte Ergebnis in einer Spanne von 30 Sekunden bis zu 5 Minuten ereicht. Die Dauer dieses Arbeitsschrittes kann verlängert werden; dies ist jedoch ohne besondere praktische Bedeutung, weil dadurch lediglich die Edelmetall-Schutzschicht verstärkt wird, was zu einem wirtschaftlichen Machteil ohne besonderen technischen Fortschritt führt.

Die zweite Stufe der Kathodenzerstäubung in einer Atmosphäre aus Argon und Sauerstoff wird solange durchgeführt, bis die Schichtdicke des Niederschlags aus fein zerteiltem porösem Edelmetall oder Edelmetalloxid 0,1 bis

1 /um beträgt. Bei dieser Schichtdicke wird eine Elektrode erhalten, die eine zufriedenstellende Aktivitäts-oder Lebens-· dauer besitzt. Allgemein wird, die angestrebte Schichtdicke durch Kathodenzerstäubung in Argon und Sauerstoff während

2 bis 30 I-linuten erzielt. Sobald dieser Niederschlag

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fertiggestellt ist, läßt man die erfindungsgeroäß erzeugte Anode in der Yakuumkammer abkühlen.

Der prozentuale Anteil des «Sauerstoffs ist ebenfalls von Bedeutung. Ein Minimum an Sauerstoff ist erforderlich, damit die erzeugte Elektrode eine gute Aktivität besitzt. Es ist aber nicht notwendig, einen zu hohen prozentualen Anteil an Sauerstoff einzusetzen, weil dies keine weitere Verbesserung der elektrochemischen Aktivität der Elektrode bewirkt, hingegen die Ausbeute der Kathodenzerstäubung des Edelmetalls oder seines Oxids verringern und damit die Dauer der Kathodenzerstäubung über das normale Maß hinaus verlängern kann.

Die ausschließlich in reiner Argonatmosphäre durchgeführte Kathodenzerstäubung kann angewandt werden, um einen Metallniederschlag zu erzeugen, der eine Sperrschicht auf einem gut leitenden Träger wie Kupfer, Eisen oder Aluminium bildet. In diesem Falle zeigt das leitende Metall eine gute Passivierung gegenüber den korrodierenden Substanzen und kann als Metallträger dienen, auf welchem ein Niederschlag aus Edelmetall oder Edelraetalloxid dann durch Kathodenzerstäubung unter den erfindungsgemäß einzuhaltenen Bedingungen aufgebracht wird.

Die unmittelbar in einer Mischung aus Argon und Sauerstoff durchgeführte Kathodenzerstäubung des Edelmetalls führt zu einer Elektrode, die keine schützende Mikrodiffusionsschicht besitzt, die ja durch den Niederschlag in reiner Argonatmosphäre gebildet wird. In diesem PaIIe ist der gesamte Niederschlag oder Überzug mikrokristallin und porös. Eine so beschaffene Elektrode zeigt zwar in einem Elektrolyten eine korrekte Polarisationskurve; ihre Lebensdauer ist aber verkürzt und ihre elektrochemische Aktivität nimmt schnell ab, infolge der Neigung zum Abziehen oder Abschälen des erzeugten Nieder-

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schiags oder Überzugs. Eine Elektrode gleicher Art wird erhalten, wenn man nach dem Ionenbeschuß des Metallträgers die Temperatur auf etwa 5O⁰G absinken läßt, bevor die Kathodenzerstäubung des Edeimetalles vorgenommen wird.

Me folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Bin 30 mm breites 50 mm langes und 3 mm dickes Prüfplättchen aus Titan wurde sandgestrahlt, unter fließendem Wasser abgebürstet und dann in Trichloräthylendämpf en entfettet, mit Methvlenalkohol gespült und in die Vakuumkammer eingebracht; der Druck in dieser Kammer wurde dann auf 10 Torr gebracht.

Zur Durchführung des lorsenbeschusses wurde dieses Titanplättchen an eine Gleichstromquelle mit einer Spannung von 3000 ¥ angeschlossen. Die Kammer wurde mit

—3 reinem Argon bis zu einem Partialdruck von 40 χ 10 Torr gefüllt und der Abtrag der Oberflächenschicht des Titans etwa 30 min lang vorgenommen unter einer elektrischen

Leistung von 1,8 Vi je cm . Die Temperatur des Titanplättchen wurde am Ende dieses Arbeitsganges bei 35O⁰C stabilisiert; während der gesamten Zeit wurde die Platinkathode durch eine gleitbare bewegliche Maske geschützt.

Darauf wurde das Titanplättchen von der Hochspannungsquelle getrennt und die Hochspannung an die Platinkathode angelegt. Dieser Arbeitsvorgang lief sehr schnell ab, um ein Absinken der Temperatur, die bei 300 bis 35O⁰C lag,

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zu vermeiden.

Die erste Stufe der Abscheidung von Platin auf den Titanplättchen wurde dann in eitler reinen Argon-Restgasatmosphäre während 2 min bei einer Temperatur von etwa 300 C durchgefiüirt. Das abgeschiedene Platin war sehr dicht und überhaupt nicht porös.

Darauf wurde Sauerstoff in die Kammer eingeleitet bis zu einem Argon/Sauerstoffverhältnis von 80:20. Die Abscheidung von Platin wurde fortgesetzt bis eine Schichtdicke von 2500 Angstrg/m oder 250 nm erreicht worden war, ( gemessen mit dem Schichtdickenmesser an Vergleichsplättchen aus Glas. Die beiden Arbeitsstufen der Platinabscheidung wurden unter einer Spannung von 3000 V und bei Leistung

ρ
von 2 W je cm durchgeführt. Die Elektrode wurde nach 30 min langem Abkühlen aus Vakuumkammer herausgenommen.

Die zweite Stufe der Abscheidung von Platin in einer Mischgasatmosphäre aus Argon und Sauerstoff gestattet es, da Platin in seiner aktiven Form zu erhalten, die gekennzeichnet ist durch eine geringe Dichte im Vergleich mit massivem Platin, einen beträchtlichen elektrischen spezifischen Leitungswiderstand* einer sehr stark ent- m wickelten spezifischen Oberfläche, markiert mit Bezug auf die katalytisohe Aktivität. Durch Roentgenbeugungsanalyse, RefLektion und Transmission, Elektronenbeugungsanalyse und IR-spektrometrische Analyse wurde festgestellt, daß dieses aktive Platin kubische Platin mit zentrierten Flächen ist und keinerlei Oxid enthält. Die Oberfläche des aktiven Niederschlags oder der aktiven Abscheidung wurde mit dem Raster-oder Feldelektronen mikroskop "Stereoscan¹¹ untersucht und dabei eine poröse mikrokristalline Struktur festgestellt, was die gefundenen

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Werte für die Dichte, den spezifischen Iieitungswiderstand und die spezifische Oberfläche bestätigte.

Die mit Platin beschichtete Titanelektrode wurde in eine Elektrolysezelle e-ingebracht, die eine Kochsalzlösung in einer Konzentration von 300 g/l enthielt. Die elektrochemischen Eigenschaften wurden*-90°G durch die Polarisationskurve und den spezifischen Verbrauch von Platin bei längerem

2 Betrieb bei einer Stromdichte von 2 Amp/cra bestimmt. Es

wurden gemessen: *bei

eine Mindestentladungsspannung (Abscheidungspotential) für * Chlor, bezogen auf die gesättigte Kalomelelektrode E_n=I,054 V/ECS (EGS=gesättigte Kalomelelektrode)

U ρ

ein Polarisationswiderstand von 0,120 -Π-cm ein Platinverbrauch von weniger als 100 mg/t produziertes Chlor.

Yergleichsversuche 1 bis 3

Diese Versuche wurden wie Beispiel 1 aber unter anderen Bedingungen als sie erfindungsgemäß eingehalten werden sollen durchgeführt.

^ ' Die Vorbehandlung der Titanplättchen durch lonenbe-™ schuß wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 vorgenommen. Nach dem Ionenbeschuß betrug die Temperatur 300⁰G. Die Bedingungen für die Abscheidung des Platins wurden variiert.

Vergleichsversuch 1

Die Abscheidung von Platin wurde sofort anschließend ohne Abkühlen, aber unmittelbar in einer Mischgasatmosphäre aus Argon und Sauerstoff im Verhältnis SOi20 durchgeführt.

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Dabei wurde keine schützende, unporöse Mikrodiffusionsschicht aus "sehr dichtem _~ Pia tin, sonderen unmittelbar eine stark poröse Schicht aus f3ktiven)*Platin erhalten. Die Abscheidung erfolgt unter einer Spannung von 3000 V mit

einer Leistung von 2 V/je era ,. während 4 rain und führte zu einer Schichtdicke von 2200 £ oder 220 nm.

Die elektrochemischen Eigenschaften dieser mit Platin überzogenen Titanelektrode wurden gemäß Beispiel 1 bestimmt und ergaben:

Mindestentladungsspannung für Chlor E_n= 1,056 Y/ECS

Polarisationswiderstand 0,105-fl-.cm

Platinverbrauch 180 mg/t produziertes Chlor. Vergleiohsversuch 2

Die Platinabscheidung wurde nach 30 min langem Abkühlen bei einer Temperatur von 30⁰C zunächst während 2 min in reinem Argon und dann während 2 min in Mischgasatmosphäre aus Argon und Sauerstoff im Verhältnis 80:20 unter der gleichen Spannung und bei gleicher Leistung wie im Beispiel 1 und 2 durchgeführt. Die Dicke der erzeugten Platinschicht betrug 2000 S. oder 200 nm.

Die elektrochemischen Eigenschaften dieser platinbeschichteten Titanelektrode wurden wie im Beispiel 1 und 2 bestimmt:

Mindestentladungsspannung des Chlors E_n=I,065 V/ECS

Polarisationswiderstand 0,135 Jp-·cm

Platinverbrauch 600 mg/t produziertes Chlor.

-H-

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Yergleichsversuch 3

Die Platinabsclieidung wurde» nach 30 rain langem Abkühlen bei einer Temperatur von 30⁰G unmittelbar in einer Mischgasatmosphäre Argon-Sauerstoff 80:20 unter der gleichen Spannung und bei gleicher leistung wie in den Beispielen 1 bis 3 durchgeführt. Die Dicke der abgeschiedenen Platinschicht betrug 2200 £ oder 220 nm bei einer Dauer der Kathodenzerstäubung von 4 Minuten.

Die elektrochemischen Eigenschaften dieser platinbe-" ' schichteten Titanelektrode wurden wie in den vorangegangenen Beispielen bestimmt; gemessen wurden:

. Mindestentladungsspannung für Chlor E_n=I,060 V/ECS

' 2

Polarisationswiderstand 0,105-A..cm Platinverbrauch 1100 mg/t produziertes Chlor.

Dieser Vergleich zeigt deutlich die Bedeutung der erfindungsgemäß platinbeschichteten Titanelektroden, die in einer wesentlich längeren Betriebs-oder Nutzungsdauer im Elektrolyten liegt, da die Menge des verbrauchten Platins außerordentlich gering ist.

H Beispiel 2

Es wurde genau wie im Beispiel 1 ein 30 χ 50 χ 3 ram großes Plättchen aus Tantal mit Platin beschichtet; das Platinplättchen wurde in der ersten Yerfahrensstufe· unter denselben Bedingungen einem Ionenbeschuß unterworfen. Die Gesamtschichtdicke des abgeschiedenen Platins, d.h. Mikrodiffusionsschicht und poröses Platin betrug 2000 S. oder 200 nm. Bei "Verwendung dieses platinbeschichteten Tantalplättchens als Elektrode gemäß Beispiel 1 wurden folgende Werte gemessen:

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Mindestentladungsspannung für Chlor 1,062 V/ICS

Polarisationswiderstand 0,051 -Π-icta

Platinverbrauch unter 150 rag/t produziertes Chlor. Beispiel 3

Bin Titanplättchen gemäß Beispiel 1 wurde unter den oben "beschriebenen Bedingungen eiflem lonenbeschuß unterworfen. Die Temperatur betrug darauf 300⁰G; zur Kathodenzerstäubung wurde eine Rutheniumkathode verwendet. Die erste Stufe der Kathodenzerstäubung dauerte 45 see und wurde im reinen Argon bei einem Partialdruok von 50 X 10

2 Torr und einer Leistung von 2,1 W je cm vorgenommen; der zweite Zerstäubungsschritt erfolgte in Mischgasatmosphäre aus Argon und Sauerstoff im Verhältnis 99,8:0,2 während 5 min bei gleichem Partia!druck und bei einer

ρ
Leistung von 1,9 W je cm .

betrug 2700 S oder 270 nm.

Leistung von 1,9 W je cm . Die Dicke der erzeugten Schicht

Bei Verwendung dieser rutheniumbeschichteten Titanelektrode wurden folgende Werte gemessen:

Mindestentladungsspannung dee Ghlors E_n=I,066 V/ECS

w 2

Polarisationswiderstand 0,07 JLl.cm RutheniusBverbrauch 58 mg/t produziertes Chlor.

Patentansprüche

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Claims

Patent a'nsprüche

Verfahren zum Herstellen von edelmetall- und/oder e'lmetalloxidbesehichteten Gegenständen, insbesondere von Elektroden für Elektrolysezellen, Brennstoffzellen, und Entsalzungsanlagen durch Abscheiden eines Edelmetalls oder Edelmetalloxids auf einen Metallträger mittels Kathodenzerstäubung, dadurch gekennzeichnet, daß man den Metallträger zunächst einem lonenbeschuß in einer Restgasatmosphäre aus Edelgas unterwirft und darauf, ohne den Abfall der durch den lonenbeschuß erhöhten Temperatur abzuwarten, eine Schicht aus Edelmetall und/oder Edelmetalloxid durch Kathodenzerstäubung aufbringt und diese Kathodenzerstäubung zunächst in Restgasatmosphäre aus reinem Edelgas und darauf in einer Restgasatmosphäre aus Edelgas und Sauerstoff vornimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man den lonenbeschuß des Metallträgers bis zu einem Temperaturanstieg bis 300 bis 50O⁰C durchführt und die Temperatur in diesem Bereich stabilisiert.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man den Ionenbeschuß des Metallträgers 10 bis 30 Ilinuter» lang durchführt.
4. Verfahren nach'Anspruch 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß man die erste Kathodenzerstäubung des Edelmetalls oder Edelmetalloxids auf den Metallträger in einer Restgasatmosphäre aus reinem Argon während 30 see bis zu 5 min durchführt,
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß man die zweite Kathodenzerstäubung des Edelmetalls oder Edelmetalloxids auf den Metallträger in einer Restgasatmosphäre aus Argon und Sauerstoff bei einem Partialdruck des Sauerstoffes von 0,1-25 1° während 2-30 min durchführt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß man als Metallträger Tantal, Zirkonium und/oder Titan oder Legierungen dieser Metalle verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß man als Edelmetall Platin, Iridium, Palladium, Ruthenium, Osmium, Rhodium oder deren Legierungen oder deren verschiedene Oxide einzeln oder im Geraisch miteinander verwendet.

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