Ánodo de titanio lineal MMO

La innovación en la forma de los electrodos siempre ha sido un factor clave que impulsa el avance tecnológico. En comparación con los ánodos tradicionales de placa y malla, los ánodos lineales de titanio MMO, con su ventaja principal de estructura lineal, ofrecen adaptabilidad flexible, distribución uniforme de la corriente y transferencia de masa eficiente, lo que los convierte en un avance en espacios reducidos, equipos con formas personalizadas y aplicaciones electroquímicas de alta precisión. Estos electrodos lineales, basados ​​en un sustrato de titanio industrialmente puro y recubiertos con un recubrimiento compuesto de óxidos de metales preciosos (Recubrimientos MMO), como el rutenio, el iridio y el tántalo, heredan las ventajas principales del ánodo de titanio MMO: alta resistencia a la corrosión, alta actividad catalítica y larga vida útil. Su formato de "alambre" amplía su potencial de aplicación, convirtiéndolos en un componente clave para abordar necesidades electroquímicas especializadas.

Los ánodos de titanio MMO lineales ofrecen un funcionamiento estable y duradero en entornos ácidos, alcalinos, con alto contenido de sal y alta temperatura, sin riesgo de lixiviación de metales pesados. Por ejemplo, en la protección catódica de suelos, su vida útil puede superar los 30 años, superando con creces los cinco años de los electrodos de alambre de grafito. En los reactores de microelectrólisis, su estructura lineal permite una distribución uniforme de la corriente a nivel micrométrico, satisfaciendo así las exigencias de una síntesis precisa. A medida que la tecnología electroquímica evoluciona hacia la miniaturización, la alta precisión y el ciclo largo, el valor técnico y la demanda del alambre de ánodo de titanio MMO siguen en aumento, convirtiéndose en un consumible esencial para equipos electroquímicos de alta gama.

Especificaciones del ánodo de titanio MMO de alambre

Las especificaciones de diseño de los ánodos de titanio MMO de alambre deben ajustarse con precisión a las limitaciones de espacio, los requisitos de corriente y las propiedades dieléctricas del escenario de aplicación. Los parámetros clave incluyen las especificaciones del sustrato, el sistema de recubrimiento, las propiedades físicas y la personalización. La combinación de diferentes especificaciones determina directamente la compatibilidad y el rendimiento del electrodo.

(I) Especificaciones del sustrato

Como portador del recubrimiento MMO, el material, el diámetro y la longitud del sustrato afectan directamente la resistencia mecánica y la conductividad eléctrica del electrodo, lo que forma el punto de partida central para el diseño de especificaciones:

Material de sustrato: Norma ASTM B 265 Se utiliza titanio comercialmente puro Gr1. Este material contiene ≥99.5 % de titanio y ofrece una excelente resistencia a la corrosión (estable en entornos con concentraciones de Cl⁻ <200 000 mg/L) y una baja susceptibilidad a la fragilización por hidrógeno, lo que previene el agrietamiento del sustrato durante la electrólisis. En comparación con la aleación de titanio Gr2, el titanio puro Gr1 ofrece una ductilidad superior, lo que permite el procesamiento de alambres de diámetro más fino, y una conductividad eléctrica más estable (resistividad ≤0.42 μΩ·m).

Especificaciones de diámetro:Según los requisitos de espacio del escenario de aplicación, los diámetros principales se dividen en tres categorías:

MicroespecificacionesLos diámetros de 0.5 a 1.0 mm son adecuados para espacios reducidos, como reactores de microelectrólisis y equipos médicos. Por ejemplo, en el módulo electroquímico de un chip microfluídico, un cable de ánodo de 1.0 mm de diámetro garantiza una distribución uniforme de la corriente dentro del canal.

Especificaciones convencionalesLos diámetros de 1.0 a 3.0 mm son adecuados para aplicaciones como la protección catódica y electrolizadores pequeños y medianos. Por ejemplo, un diámetro de 2.0 mm se utiliza comúnmente en la protección catódica de suelos, equilibrando la resistencia y la conducción de corriente (capacidad de conducción de corriente de 5 a 10 A/m).

Especificaciones para trabajo pesadoLos diámetros de 3.0 a 6.0 mm son adecuados para aplicaciones industriales con altas demandas de corriente, como la protección contra la corrosión de las paredes internas de grandes tanques de almacenamiento. Un alambre de ánodo de 6.0 mm de diámetro puede transportar una corriente de 20 a 30 A/m y no se deforma fácilmente por impacto mecánico.

Longitudes estándar: Rollos de 10 m, 20 m y 50 m, ideales para aplicaciones por lotes en equipos convencionales. Por ejemplo, en la protección catódica de tuberías, un rollo de 20 m de alambre anódico reduce el número de uniones y la resistencia de contacto.

Longitudes personalizadas:Se encuentran disponibles hasta 1000 m/rollo (que requieren equipo de bobinado especial), adecuados para proyectos a gran escala, como la protección catódica de oleoductos de larga distancia. 1000 m de cable continuo permiten un despliegue ininterrumpido, evitando riesgos de corrosión en las juntas.

(II) Especificaciones de recubrimiento

La composición, el espesor y la carga del recubrimiento de MMO determinan la actividad catalítica y la resistencia a la corrosión del electrodo. Debe diseñarse con precisión en función de los requisitos de reacción del escenario de aplicación:

Recubrimiento de rutenio (RuO₂-IrO₂-TiO₂)Recubrimiento con desprendimiento de cloro con un potencial de desprendimiento de cloro ≤1.36 V. Es adecuado para sistemas que contienen cloro (como la desinfección de agua de mar y el tratamiento de aguas residuales con alto contenido de cloruro). El contenido de RuO₂ en el recubrimiento debe ser del 30 % al 50 %, lo que garantiza una catálisis eficiente de Cl⁻ a HClO.

Recubrimientos de iridio (IrO₂-Ta₂O₅)Recubrimientos que desprenden oxígeno con un sobrepotencial de oxígeno moderado (1.8-2.0 V), adecuados para la oxidación de materia orgánica refractaria y sistemas de sulfato (como el tratamiento de aguas residuales de impresión y teñido). La adición de Ta₂O₅ mejora la resistencia al desgaste del recubrimiento en un 40 %, reduciendo la tasa de desgaste a 1-3 mg/A·a.

Recubrimientos especiales (como recubrimientos compuestos de titanio)Los recubrimientos extremadamente resistentes, capaces de operar de forma estable en entornos con un pH de 0-14 y temperaturas ≤120 °C, son adecuados para el tratamiento de aguas residuales fuertemente ácidas y alcalinas, como las que contienen flúor. Los recubrimientos de titanio previenen la corrosión del sustrato inducida por F⁻.

Espesor de revestimiento:Generalmente controlado a 8-15 μm, cobertura uniforme lograda a través de múltiples procesos de cepillado y sinterización.

Alambres de microánodo (diámetro <1 mm):Espesor del recubrimiento 8-10 μm para evitar la reducción de la flexibilidad del cable debido a recubrimientos excesivamente gruesos.

Carga baja (10-15 g/㎡):Adecuado para aplicaciones de baja densidad de corriente (como protección catódica del suelo, densidad de corriente <10 A/m²), equilibrando el costo y la vida útil.

Carga alta (20-30 g/㎡):Adecuado para aplicaciones de alta densidad de corriente (como electrólisis industrial, densidad de corriente >50 A/m²), lo que extiende la vida útil del recubrimiento a 5-8 años.

(III) Propiedades físicas

Además de los parámetros básicos, las propiedades físicas y los diseños personalizados amplían aún más la compatibilidad del electrodo:

Tipo liso:Rugosidad de la superficie del recubrimiento Ra <1.0 μm, adecuada para aplicaciones que requieren alta resistencia a los fluidos (como el flujo de agua en tuberías) para evitar la adhesión de impurezas.

Tipo áspero:La rugosidad de la superficie del recubrimiento Ra 1.5-3.0 μm, lograda mediante un pretratamiento con chorro de arena, aumenta el área de superficie específica en más del 30%, mejorando la actividad catalítica y es adecuada para aplicaciones que requieren una transferencia de masa eficiente, como el tratamiento de aguas residuales.

Tipo de conector: Personalizable según los requisitos de conexión. Las opciones comunes incluyen conectores roscados de titanio (para bridas de tuberías), conectores de crimpado (para cables) y conectores soldados (para interiores de equipos metálicos). Todos los conectores cuentan con un tratamiento anticorrosivo para evitar la corrosión por contacto.

Acústico: El aislamiento local es personalizable. Por ejemplo, en protección catódica, la sección no funcional del cable del ánodo puede recubrirse con una capa aislante de politetrafluoroetileno (PTFE) (resistente a temperaturas ≤ 260 °C) para evitar fugas de corriente y garantizar un área protegida precisa.

Los ánodos lineales de titanio MMO han logrado avances destacados en múltiples campos. En protección catódica, su estructura lineal se adapta a entornos complejos como el suelo, el agua y el hormigón, proporcionando más de 30 años de protección contra la corrosión a largo plazo para oleoductos, plataformas marinas y varillas de refuerzo de puentes. En protección ambiental, los alambres anódicos con desprendimiento de cloro logran una desinfección eficiente del agua. Los alambres anódicos con recubrimiento especial resisten entornos con niveles extremos de salinidad.

Wstitanium utiliza un proceso de trefilado-recocido en frío sobre el sustrato para lograr un mecanizado ultrafino de 0.5 mm de diámetro. La tolerancia del diámetro del alambre se controla a ±0.02 mm. Una producción continua de 1000 m y un pretratamiento de tres pasos garantizan una base sólida para la adhesión del recubrimiento. Durante la preparación del recubrimiento, un sistema de formulación personalizado se adapta a los diferentes requisitos de aplicación. Un proceso de sinterización por gradiente de cepillado multipasada garantiza una desviación circunferencial de la uniformidad del recubrimiento inferior a ±0.5 μm. Un triple control de calidad garantiza el rendimiento catalítico y la vida útil.