在一个或多个面上的基底涂层制造技术

在一个或多个面上的基底涂层，包括通过以下方法可生产的催化活性材料，该方法包括在真空下在一个真空室内沉积材料，其中进行了下列步骤：(a)将至少一个基底装入该真空室，(b)关闭并且抽空该真空室，(c)通过引入一种气态还原剂到该真空室内清洁该基底，(d)去除该气态还原剂，(e)通过真空电弧蒸发施加一个中间层，其中将一个包括相同或相似材料的基底引入到该真空室内，(f)将该真空室设定到一个150°C至400°C的温度，(g)通过真空电弧蒸发施加一个涂层，其中将选自下组的至少一种金属引入到该真空室，该组是钌、铱、钛及其混合物，并且在整个涂覆期间供应氧气，(h)在最后一个步骤中将该真空室再次充满，并且将所涂覆的基底从该真空室取出，其中在真空下在不同的压力下（如果是合适的）进行上述的一些步骤以及从一个步骤到对应的下一步骤的过渡，这些压力是由一种保护气体设定的，其特征在于在一个或多个面上的基底涂层免除了至少99%的原先包含在该基底本身中的组分，其中所施加到该中间层上的涂层免除了至少99%的非氧化金属。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于在基底的一个或多个面上涂覆催化活性材料的方法，该方法包括在真空下在一个真空室内沉积材料，其中进行了下列步骤：(a)将至少一个基底装入该真空室，(b)关闭并且抽空该真空室，(c)通过引入一种气态还原剂到该真空室内清洗该基底，(d)去除该气态还原剂，(e)通过真空电弧蒸发施加一个中间层，其中将一个包括相同或相似材料的基底引入到该真空室内，(f)将该真空室设定到一个150°C至400°C的温度，(g)通过真空电弧蒸发施加一个涂层，其中将选自下组的至少一种金属引入到该真空室内，该组是钌、铱、钛及其混合物，并且在整个涂覆期间供应氧气，(h)在最后一个步骤中将该真空室再次充满，并且将所涂覆的基底从该真空室取出，其中在真空下施加不同的压力（如果是合适的）进行上述的这些步骤以及从一个步骤到下一个步骤的过渡，这些压力是由一种保护气体设定的。在氯碱电解中使用的电极要用一个催化活性层涂覆。这些涂层通过成熟的喷雾、浸没或机械施加过程来实现。为了改进该电极质量，DE 3118320A1提出通过喷雾、气相沉积或等离子体气相沉积在真空下将一种由至少两种不同组分组成的多组分合金施加到一个由导电材料制成的载体上，其方式为使得该涂层是非晶相的并且具有跨越该整个可及表面的活性中心。这个涂层可以由过渡金属（如镍、钒、钛、铬、钴、铌、钼和钨组成，所述过渡金属包含少量贵金属（如钌、铂或钯）。该表面的非晶相的且活性的结构是通过浸取或蒸发同样在涂覆期间施用的元素（如锂、硼、碳、氮、氧、铝、硅、锌）以及后续的退火来获得的。由钨、碳化钨或其混合物组成的基底涂层在DE 3232809A1中披露。此外，其中包含镍、钴、铬、钼、硼和碳这些元素中的至少一种。从该基底对该多孔的活性层进行密封通过用耐酸的含氟树脂的浸渍而实现。从DE 1671422A1获知一种已知的阳极涂层。其中描述了钛阳极，这些钛阳极涂覆有铂族金属的氧化物和包含可被钝化的金属的混合物，例如30摩尔百分比的氧化钌和70摩尔百分比的氧化钛的混合物。在DE 2734084A1中描述了金属钌的阴极涂层，带有通过电流沉积或通过CVD过程产生的封闭该载体的一个金属层。在另一个过程中，在该载体上通过电解涂覆或通过含盐沉淀物的热分解产生一个含钌层。在DE 2811472A1中，该载体表面用钌化合物涂覆，然后蒸发溶剂并且使该化合物在非氧化气氛中分解。DE 3322169C2要求保护一种载体的阴极涂层，其中该涂层是含铂金属的层，并且该层由一些包含氧化钌和氧化镍的部分层组成，并且在该层的各个部分层中这些氧化物的质量比是变化的。DE 3344416C2同样披露了一种用于生产电极的方法，该电极包括一个由氧化钌和氧化镍的混合物制成的涂层。在这个方法中，以包含用于溶解钌盐和镍的物质的溶液处理载体，其结果是溶解了在该载体中包含的一部分镍，并且通过蒸发该溶剂将钌盐和镍盐沉积在该载体上。在含氧气氛中对该载体进行加热产生了一个由氧化钌和氧化镍制成的涂层。WO95/05499披露了一种从由金属制成的基底和具有至少一个由电催化活性材料制成的外层的涂层来生产电极的方法，该材料包含氧化钌和非贵金属的混合物，其中这个混合物通过物理气相沉积过程（PVD过程）来施用。同样提供了该基底表面的预处理，提出喷砂或酸处理作为方法。本领域的普通技术人员了解该表面的这种酸洗（Anbeizung）导致初始包含在该基底中的一些组分的迁移（通过扩散）到一个所施加的涂层中。这导致在该涂层中催化剂的均匀分布，其结果是获得了涂层组分和基底组分的混合物。DE 10 2006 057386A1披露了一种物理气相沉积过程（PVD过程），其中在第一步骤中将一个基底装入到一个真空室。在抽空该真空室之后，通过将气态还原剂引入到该真空室内清洁该基底。此外，通过将一种气态组分沉积到该基底表面上增大了该基底表面的尺寸。通过一种已知的过程如等离子涂覆过程、物理气体沉积、溅射过程或类似的过程来实现该涂层并且该涂层可以由一种或多种金属或它们的氧化物组成。取决于该过程如何运行，在整个或部分涂覆期间可以引入氧化性气体到该真空室内，使得主要产生了包含金属和它们的氧化物的涂层。基于所引用的现有技术水平，对于改进的电极涂层的鉴别具有进一步的要求，从而具有进一步减小的电池电压以确保更加经济的工作方式。本专利技术的目的在于提供具有优化特性的替代的基底涂层。出人意料地，发现一方面大体上无基底组分并且另一方面也大体上无非氧化金属的涂层对于电解槽电压具有积极的效果。本领域的普通技术人员没有预期到这一结果，因为（如开篇所示）在现有技术中有意地引发基底组分的迁移或直接施用同样包含基底组分的不同组合物的混合物。此外，在现有技术中任何地方都没有强调纯金属氧化物层对于该电池电压具有特别积极的效果。本专利技术涉及一种用于在基底的一个或多个面上涂覆催化活性材料的方法，包括在真空下在一个真空室内材料的沉积，其中进行了下列步骤：(a)将至少一个基底装入真空室，(b)关闭并且抽空该真空室，(c)通过引入一种气态还原剂到该真空室内清洗该基底，(d)去除该气态还原剂，(e)通过真空电弧蒸发施加一个中间层，其中将一个包括相同或相似材料的基底引入到该真空室内，(f)将该真空室设定到一个150°C至400°C的温度，(g)通过真空电弧蒸发施加一个涂层，其中将选自下组的至少一种金属引入到该真空室，该组是钌、铱、钛及其混合物，并且在整个涂覆期间供应氧气，(h)在最后一个步骤中将该真空室再次充满，并且将所涂覆的基底从该真空室取出，其中在真空下施压不同的压力（如果是合适的）进行上述的这些步骤以及从一个步骤到对应的下一步骤的过渡，这些压力是由一种保护气体设定的，在一个或多个面上的基底涂层是免除了（freigehalten）至少99%的初始包含在该基底内的组分，其中所施加到该中间层上的涂层是免除了至少99%的非氧化金属。在这个方法中，在过程步骤(e)中产生的中间层优选地是由选自钌、铱、钛和其混合物的组的金属制成的。另一个有利的工作方式是过程步骤(g)的氧气供应以脉冲方式进行。在本专利技术的一个优选实施方案中，该基底涂层完全免除了初始包含在该基底中的组分，所施加到该中间层上的涂层完全免除了非氧化金属。这意味着，当进行该过程时，这些单独的过程步骤使初始包含在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.11 DE 102010023418.41.一种用于在基底的一个或多个面上涂覆催化活性材料的方法，该方法
包括在真空下在一个真空室内沉积材料，其中进行了下列步骤：
(a)将至少一个基底装入该真空室，
(b)关闭并且抽空该真空室，
(c)通过引入一种气态还原剂到该真空室内来清洁该基底，
(d)去除该气态还原剂，
(e)通过真空电弧蒸发施加一个中间层，其中将一个包括相同或相似
材料的基底引入到该真空室内，
(f)将该真空室设定到一个150°C至400°C的温度，
(g)通过真空电弧蒸发施加一个涂层，其中将选自下组的至少一种金
属引入到该真空室，该组是钌、铱、钛及其混合物，并且在整个涂覆期间
供应氧气，
(h)在最后一个步骤中将该真空室再次充满，并且将所涂覆的基底从
该真空室取出，
其中如果是合适的，在不同的压力下进行上述的一些步骤以及从一个
步骤到对应的下一个步骤的过渡，这些压力是由一种保护气体设定的，
其特征在于
在一个或多个面上的基底涂层免除了至少99%的原先包含在该基底
本身内的组分，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：KH·杜勒，F·丰克，D·霍曼，S·厄尔曼，P·沃尔特林，卡斯滕·施密特，菲利普·霍夫曼，尤尔弗史蒂芬·勃依么，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯伍德公司，
类型：
国别省市：