NO127628B - - Google Patents

Description

Aluminiumlegering for galvanisk anode. Aluminum alloy for galvanic anode.

Denne oppfinnelse vedrører en metallegering for anvendelse This invention relates to a metal alloy for use

som galvanisk anode, og.nærmere bestemt en aluminiumlegering for slike galvaniske anoder som har bedrete galvaniske egenskaper eller bedrete anodestrømegenskaper. as a galvanic anode, and more specifically an aluminum alloy for such galvanic anodes which have improved galvanic properties or improved anode current properties.

Det er kjent forskjellige aluminiumlegeringer med forskjellig sammensetning for galvaniske anoder, hvori det tilsettes grunnstoffer som kan gi aluminium de nødvendige anodestrømegenskaper (et lavt elektrodepotensial og høyt anodestrømutbytte), såsom for eksempel kvikksølv, gallium, indium, tinn, magnesium, sink etc. Various aluminum alloys with different compositions are known for galvanic anodes, in which elements are added that can give aluminum the necessary anode current properties (a low electrode potential and high anode current yield), such as, for example, mercury, gallium, indium, tin, magnesium, zinc, etc.

(Se "Material Protection", bind 5 (1966), nr. 12, side 15 - 18). (See "Material Protection", vol. 5 (1966), no. 12, pages 15 - 18).

Av disse legeringer krever ikke den kvikksølvinneholdende le-geringsanode bare spesiell forsiktighet ved fjerning av kvikksølv-damper som samles under fremstillingen, men er også tilbøyelig til å forurense omgivelsene rundt stedet hvor anoden anvendes.- Den magnesiumholdige legering er også meget farlig idet den forårsaker antennelser ved støt eller slag-, følgelig er området den kan anvendes for naturlig begrenset". Of these alloys, the mercury-containing alloy anode not only requires special care when removing mercury vapors that collect during manufacture, but is also prone to contaminating the environment around the place where the anode is used.- The magnesium-containing alloy is also very dangerous as it causes ignitions in the event of shock or impact, consequently the area in which it can be used is naturally limited".

Det er derfor hovedformålet- med den foreliggende oppfinnelse å.fremskaffe en galvanisk'anode som' har lavt anodepotensial■og høyt anodestrømut.bytte samt oppviser jevn oppløsning ved anodefor-bruk. It is therefore the main purpose of the present invention to provide a galvanic anode which has a low anode potential and a high anode current output and exhibits uniform resolution when the anode is used.

Det er et annet formål med den foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en galvanisk anode som lett kan fremstilles ved egnet kombinasjon av de grunnstoffer som kan gi aluminiumgrunnbestandde-len de nødvendige galvaniske anodeegenskaper, ikke er farlig ved å utløse eksplosjon etc. under-anvendelse og ikke''forurenser omgi-, velsene. It is another object of the present invention to provide a galvanic anode which can be easily produced by a suitable combination of the elements which can give the aluminum base component the necessary galvanic anode properties, is not dangerous by triggering an explosion etc. during use and does not 'contaminates the surroundings, wells.

Ifølge oppfinnelsen fremskaffes det en aluminiumlegering for According to the invention, an aluminum alloy is provided for

den galvaniske anode med forbedrete egenskaper, kjennetegnet ved' at den består av 0,5 - 10$ sink, 0,05 - 1% tinn, 0,05 - 1% vismut, 0,005~1$ gallium og^resten aluminium. the galvanic anode with improved properties, characterized in that it consists of 0.5 - 10% zinc, 0.05 - 1% tin, 0.05 - 1% bismuth, 0.005~1% gallium and the rest aluminium.

Oppfinnelsen vil'lett kunne forståes, av den følgende beskri-velse.når den leses.i-forbindelse medde foretrukne eksempler'av oppfinnelsen samt den' medfølgende tegning. The invention will be easily understood from the following description when read in connection with the preferred examples of the invention as well as the accompanying drawing.

På tegningen er det vist et forhold mellom anodestrømtetthet.en og det galvaniske (eller anode)-strømutbytte for den galvaniske anode fremstilt av legeringen ifølge den foreliggende oppfinnelse. The drawing shows a relationship between anode current density and the galvanic (or anode) current yield for the galvanic anode made from the alloy according to the present invention.

Aluminiumlegeringen for den galvaniske anode ifølge den foreliggende oppfinnelse er en forbedring av den kjente legering av denne type og for dette formål.- The aluminum alloy for the galvanic anode according to the present invention is an improvement on the known alloy of this type and for this purpose.

Av kjente aluminiumlegeringer finnes forskjellige typer, såsom vist i tabell 1. There are different types of known aluminum alloys, as shown in table 1.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse har man lykkes i å ut-vikle aluminiumlegeringen for den galvaniske anode med ytterligere bedrete elektriske egenskaper■ved å tilsette til legeringen som består av aluminium, sink og tinn, spesielle grunnstoffer som kan gi galvaniske anodeegenskap.er, nemlig vismut og gallium. According to the present invention, one has succeeded in developing the aluminum alloy for the galvanic anode with further improved electrical properties by adding to the alloy consisting of aluminium, zinc and tin, special elements which can give galvanic anode properties, namely bismuth and gallium.

Når det tilsettes 0,5 - 10% sink til aluminiumgrunnbestandde-len, får den resulterende anode et stabilisert, lavt anodepotensial og høyt galvanisk strømutbytte. Sinkinnhold under 0, b% resul-terer ikke i noen merkbar forbedring av det galvaniske anodestrøm-utbytte. På den annen side gir ikke sinkinnhold på over 105? så merkbar bedring som et innhold på under 105?. Tilsetning av tinn i en mengde på under 0, 05% øker anodepotensialet og senker anode-strømutbyttet. Når tinninnholdet overstiger 15?, synker også strøm-utbyttet. Følgelig er det passende tinnhold i legeringen fra 0,05 - 15?- Av forsøksresultater har man funnet at den passende tilsetningsmengde av vismut er like stor som eller mindre enn tinnmengden. Dersom den tilsatte tinnmengde overstiger 1%, øker korrosjonsproduktenes vedhefting til anodeoverflaten, og betingel-sen for utvasking (i en tilstand av galvanisk oppløsning av anoden) svekkes. Med galliuminnhold på under 0,0055? forbedres ikke strøm- utbyttet. Men i området fra 0,005 til 0, 3% kan det observeres forbedring i strømutbyttet. Ytterligere økning i tilsetningsmengden av gallium reduserer strømutbyttet, mens det oppnåes lavt anodepotensial, noe som er et av kjennetegnene for denne oppfinnelse. Men tilsetning av store mengder gallium forårsaker uregelmessighet i oppløsning av anodeoverflaten, noe som bevirker uønskete slamdan-nelser på det oppløste parti og medfølgende reduksjon av produk-tets økonomiske verdi, og følgelig er ikke mengder over 1% å anbe-fale. When 0.5 - 10% zinc is added to the aluminum base, the resulting anode has a stabilized, low anode potential and high galvanic current yield. Zinc content below 0.b% does not result in any noticeable improvement in the galvanic anode current yield. On the other hand, zinc content above 105 does not give? as noticeable improvement as a content of less than 105?. Adding tin in an amount below 0.05% increases the anode potential and lowers the anode current yield. When the tin content exceeds 15?, the current yield also drops. Consequently, the appropriate tin content in the alloy is from 0.05 - 15?- From experimental results, it has been found that the appropriate addition amount of bismuth is equal to or less than the amount of tin. If the added amount of tin exceeds 1%, the adhesion of the corrosion products to the anode surface increases, and the condition for leaching (in a state of galvanic dissolution of the anode) is weakened. With a gallium content of less than 0.0055? does not improve the electricity yield. But in the range from 0.005 to 0.3%, an improvement in the current yield can be observed. Further increase in the addition amount of gallium reduces the current yield, while a low anode potential is achieved, which is one of the characteristics of this invention. But the addition of large amounts of gallium causes irregularity in the dissolution of the anode surface, which causes unwanted sludge formations on the dissolved part and accompanying reduction of the product's economic value, and consequently amounts above 1% are not recommended.

Por at fagfolk lettvint skal kunne utføre oppfinnelsen i prak-sis presenteres følgende foretrukne eksempel. To ensure that professionals can easily carry out the invention in practice, the following preferred example is presented.

Eksempel. Example.

Et utgangsmetall'av aluminium '(inneholdende 0,12$ jern, 0,08% silisium, 0,003% kobber og resten aluminium) ble smeltet i en grafittdigel, og ved'en temperatur på 680°C ble sink, tinn, vismut og gallium samtidig tilsatt til det smelete utgangsmetall, om-rørt tilstrekkelig og støpt til en barre med legeringssammensetning som vist i tabell 2. A starting metal of aluminum (containing 0.12% iron, 0.08% silicon, 0.003% copper and the rest aluminum) was melted in a graphite crucible, and at a temperature of 680°C zinc, tin, bismuth and gallium were simultaneously added to the molten starting metal, stirred sufficiently and cast into an ingot with an alloy composition as shown in Table 2.

Av sammenlikningsgrunner ble det støpt forskjellige legerings-prøver på samme måte som i det foregående. For comparison reasons, different alloy samples were cast in the same way as in the preceding.

Disse legeringsprøver ble underkastet forsøk vedrørende•deres anodepotensial og strømutbytte ved å la anodestrøm strømme gjennom kunstig fremstilt saltlake ved en strømtetthet på■1 mA/cm 2. Resul-tatene er vist i tabell 2. These alloy samples were subjected to tests regarding • their anode potential and current yield by allowing anode current to flow through artificially produced brine at a current density of ■1 mA/cm 2. The results are shown in table 2.

Prøvene av sammenlikningslegeringene er både av den kjente legeringssammensetning og fremstilt ved å tilsette en vilkårlig av de ovenfornevnte legeringskomponenter til aluminiummetallet. The samples of the comparison alloys are both of the known alloy composition and prepared by adding any one of the above-mentioned alloy components to the aluminum metal.

Som det vil kunne sees av tabellen ovenfor, kan det ikke opp-nås tilfredsstillende resultater i anodepotensialet eller strøm-utbyttet med prøvene av sammenlikningslegeringene. I motsetning til dette oppviser legeringene ifølge den foreliggende oppfinnelse, hvori alle legeringskomponentene kombineres på nøyaktig måte og tilsettes til aluminiummetallet, et strømutbytte på over 90% ved anodepotensial på fra -1,0 V til -1,1 V, og på 70% eller derom-kring ved omtrent -1,5 V. As can be seen from the table above, no satisfactory results can be achieved in the anode potential or current yield with the samples of the comparison alloys. In contrast, the alloys of the present invention, in which all the alloy components are precisely combined and added to the aluminum metal, exhibit a current yield of over 90% at an anode potential of -1.0 V to -1.1 V, and of 70% or around at about -1.5 V.

De målte resultater for legeringssammensetningen ifølge den foreliggende oppfinnelse som vist for prøve nr. 4 i tabell 2 ovenfor ( 6, 0% Zn, 0, 1% Sn, 0,1% Bi, 0,01% Ga og resten Al) for dens anode-strømtetthet og anode-strømutbytte er som vist på tegningen, hvorav det vil kunne sees at anoden av denne legering opprettholder dens høye virkning til og med ved lav strømtetthet, og mens dens betingelser for oppløsning kan være lokale i begyn-nelsen, fortsetter oppløsningen av anodeoverflaten med tiden inn-til hele overflaten løser seg opp, med den følge at der ikke er noen mulighet for vedhefting av korrosjonsprodukter, og anoden kan med fordel anvendes ved høy spesifikk motstand, noe som i høy grad bidrar til korrosjonsteknikken. The measured results for the alloy composition of the present invention as shown for sample No. 4 in Table 2 above (6.0% Zn, 0.1% Sn, 0.1% Bi, 0.01% Ga and the balance Al) for its anode current density and anode current yield are as shown in the drawing, from which it will be seen that the anode of this alloy maintains its high efficiency even at low current density, and while its conditions for dissolution may be local at the outset, dissolution continues of the anode surface with time until the entire surface dissolves, with the result that there is no possibility of adhesion of corrosion products, and the anode can be advantageously used at high specific resistance, which greatly contributes to the corrosion technique.

Claims (1)

Aluminiumlegering for galvanisk anode,karakterisert vedat den består av 0,5 - 10% sink, 0,05 - 1,0%Aluminum alloy for galvanic anode, characterized in that it consists of 0.5 - 10% zinc, 0.05 - 1.0% tinn, 0,05 - 1,0% vismut, 0,005 - 1,0% gallium og resten aluminium.tin, 0.05 - 1.0% bismuth, 0.005 - 1.0% gallium and the rest aluminium.