(57)【要約】本発明は、合成的に得られた、導電性（ドープされた）ダイヤモンドを有するダイヤモンド電極に関する。この表面は、金属層または金属合金層中に埋設されたダイヤモンド粒子（５）を有し、この場合このダイヤモンド粒子は、金属または金属合金との導電性結合を得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成的に得られた、導電性（ドープされた）ダイヤモンドを有するダイヤモンド電極において、このダイヤモンド電極が金属層または金属合金層の表面中に埋設されたダイヤモンド粒子（５）を有し、この場合このダイヤモンド粒子は、金属または金属合金との導電性結合を得ることを特徴とする、ダイヤモンド電極。
【請求項２】
ダイヤモンド粒子（５）間の電極の表面上に残存する個所に非導電性酸化物層（４）が設けられており、そのように不動態化されている、請求項１記載のダイヤモンド電極。
【請求項３】
非導電性酸化物層（４）が例えば珪酸塩層の封止層で被覆されている、請求項２記載のダイヤモンド電極。
【請求項４】
埋設層（３）が担持材料からなる層（２）上に施こされている、請求項１から３までのいずれか１項に記載のダイヤモンド電極。
【請求項５】
担持材料からなる層（２）が酸化物によって不動態化された金属または金属合金、殊にチタン、アルミニウムまたはこれらの金属の合金から形成されている、請求項４記載のダイヤモンド電極。
【請求項６】
担持材料からなる層（２）が裏面上で絶縁されている、請求項４記載のダイヤモンド電極。
【請求項７】
担持材料からなる層（２）の両面に、埋設されたダイヤモンド粒子を有するダイヤモンド層が備えられている、請求項４記載のダイヤモンド電極。
【請求項８】
埋設層（３）の少なくとも一部分が非導電性酸化物の形成能力を有する元素から形成されている、請求項１から７までのいずれか１項に記載のダイヤモンド電極。
【請求項９】
埋設層（３）が少なくともマグネシウム、アルミニウム、チタン、イットリウム、ジルコニウム、ハフニウム、タンタル、バナジウムおよび亜鉛の群からの少なくとも１つの金属を含有する、請求項８記載のダイヤモンド電極。
【請求項１０】
埋設層（３）の表面中に埋設されたダイヤモンド粒子（５）が殊に硼素、燐または窒素でドープされている、請求項１から９までのいずれか１項に記載のダイヤモンド電極。
【請求項１１】
ダイヤモンド粒子（５）の粒径が１〜７００μｍ、殊に２００μｍまでである、請求項１から１０までのいずれか１項に記載のダイヤモンド電極。
【請求項１２】
埋設されたダイヤモンド粒子（５）の粒径が実質的に一致している、請求項１から１１までのいずれか１項に記載のダイヤモンド電極。
【請求項１３】
ダイヤモンド電極の製造法において、ドープされた、合成により得られた導電性ダイヤモンドからの粉末を少なくとも金属または金属合金の表面中に、金属または金属合金とダイヤモンド粒子（５）との間で導電性結合が生じるように埋設することを特徴とする、ダイヤモンド電極の製造法。
【請求項１４】
ドープされたダイヤモンド粒子を直接に、非導電性の酸化物層の形成能力を有する少なくとも１つの元素を含有する担持材料中に、機械的力および／または温度によって導入する、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
ドープされたダイヤモンド粒子を担持材料の表面中に圧入するかまたは圧延導入する、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
ドープされたダイヤモンド粒子を流体中で加速させ、ひいては衝突時に表面中に導入する、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
ドープされたダイヤモンド粒子を、非導電性の酸化物層の形成能力を有する金属または金属合金の粉末と混合し、圧縮し、したがって場合によってはダイヤモンド粒子を１つ以上の層中に埋設して含有する担体板を備えた圧縮部材を生じさせる、請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
ドープされたダイヤモンド粒子を担持材料上に焼結させる、請求項１３記載の方法。
【請求項１９】
金属または金属合金を気相から析出させる、請求項１３記載の方法。
【請求項２０】
埋設層（３）のための出発物質として、殊に高い融点を有する金属担体層（２）上で溶融される低融点の物質、例えばマグネシウムまたはマグネシウム合金を使用し、この場合ダイヤモンド粉末は、既に合金の粉末と混合されているかまたは引続きなお液状の金属上に施こされ、最終的に冷却される、請求項１３記載の方法。
【請求項２１】
金属または金属合金をダイヤモンド粉末で電気メッキし、この場合には、ダイヤモンド粉末が攪拌等によって懸濁液中に維持されかつ析出された金属中に堆積されている水溶液または塩融液が使用される、請求項１３記載の方法。
【請求項２２】
さらに、通常の方法、殊にＣＶＤ法およびＰＶＤ法でドープされたダイヤモンドの析出のための出発物質として請求項１３から２１までのいずれか１項に記載により得られたダイヤモンド電極の使用。
【請求項２３】
埋設層（３）または担持材料のために、非導電性の酸化物層の形成能力を有する少なくとも１つの元素、例えばマグネシウム、アルミニウム、チタン、イットリウム、ジルコニウム、ハフニウム、タンタル、バナジウムまたは亜鉛から少なくとも部分的に構成される導電性金属または金属合金を使用する、請求項１３から２１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
ダイヤモンド粒子（５）の間に自由に残存する金属表面または金属個所を不動態化する、請求項１３から２１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
不動態化のために無機的酸化または化学的酸化により酸化物層を発生させる、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
無機的酸化を直流、パルス化直流または交流によって主に陽極位相時間で実施する、請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
陽極酸化のために殊に硼酸イオン、硫酸イオン、リン酸イオンおよび弗化物イオンを組合せ物で含有する水溶液を使用する、請求項２５または２６記載の方法。
【請求項２８】
酸化溶液を緩衝させる、請求項２４から２７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
酸化物層を封止する、請求項２４から２８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
酸化物層を水性珪酸塩で後処理し、この水性珪酸塩を二酸化炭素に富んだ空気で硬化させる、請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
表面を、溶解された金属塩の導入によって印加された電位を用いてかまたは用いずに工業用セラミック、例えば菫青石または焼結コランダムの性質を有する層に変換する、請求項２９記載の方法。
【請求項３２】
ドープされた導電性ダイヤモンド粒子を被覆された担持材料、殊にテフロンで被覆された担持材料の表面中に導入する、請求項１３記載の方法。
【請求項３３】
ガス、殊にオゾンおよび／または酸素を製造するための、請求項３２記載の方法により得られたダイヤモンド電極の使用。
【請求項３４】
ダイヤモンド粉末の粒子が１〜７００μｍ、殊に２００μｍまでの粒径を有する、請求項１３から２１までのいずれか１項ならびに請求項２３から３２までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項３５】
ダイヤモンド粉末の粒子を硼素、燐または窒素でドープする、請求項１３から２１までのいずれか１項ならびに請求項２３から３２までのいずれか１項および請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
ダイヤモンド粉末の粒子が少なくとも本質的に一致する粒径を有する、請求項１３から２１までのいずれか１項ならびに請求項２３から３２までのいずれか１項および請求項３４または３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成的に得られた、導電性（ドープされた）ダイヤモンドを有するダイヤモンド電極およびその製造法に関する。
【０００２】
ダイヤモンド電極は、酸素および水素のための高い過圧を示し、したがって水溶液中での多数の酸化工程に特に好適である。従って、予想される特に重要な使用は、陽極酸化による飲料水の後処理（消毒）および水の後処理の範囲内にある。更に、使用は、電気化学的合成、殊に酸化剤の製造、ならびに水の電気分解およびオゾンおよび塩素の電気化学的製造である。
【０００３】
現在、ダイヤモンド電極は、殊にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）方法により、硼素でドープされたダイヤモンド層を基板材料上で直接に製造することによって製造される。公知の技術は、なかんずくエネルギー導入の方法によって互いに区別される。所謂ホット−フィラメント技術（Hot-Filament-Technologie）の場合には、タングステン線材は、水素、炭素源および硼素源のガス混合物中で基板上で加熱される。この場合には、ＣＶＤ方法でなかんずく異なる炭素溶解度によって区別される、異なる基板の使用が可能である。
【０００４】
実際に銅および金だけは、不活性である。チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステンおよび珪素は、被覆の際に炭化物層を形成し、この炭化物層は、物質特異的に芽晶が形成され、ひいてはダイヤモンドが析出されるまで或る程度の厚さを達成しなければならない（Ｓｉ数ｎｍ、Ｔｉ数ｎｍ）。なお、ＣＶＤ析出の場合の長い予備時間は、炭素の場合に溶解する基板、例えば鉄、コバルト、ニッケル、白金およびパラジウムを発生させる。同時に被覆の場合には、原子状水素および原子状炭素との反応を生じ、この場合には、炭化物中間層を発生させる（SiO２, ZrO２）。前記理由から、必ずしも全ての金属が同程度の被覆で得られるとは限らない。
【０００５】
更に、電極としての使用の場合には、陽極として接続されて僅かな酸素過圧を有する種々の担持材料は、僅かすぎる寿命を有することが明らかになった。ダイヤモンド層中で微細な亀裂が生じる場合には、ダイヤモンド層の溶解を惹起する電解酸素が直ちに形成する。
【０００６】
また、マイクロ波プラズマ（ＭＰＣＶＤ）を用いて製造された、硼素でドープされたダイヤモンド層は、基板なしに製造されることができ、したがって純粋なダイヤモンド電極は、極めて高度な品質で製造可能である。或る程度の機械的安定性を保証するために、この種の電極は、比較的高い層厚で製造することができ、このことは、極めて高い製造費を惹起し、前記技術の経済的な使用を妨害する。
【０００７】
本発明は、ダイヤモンド電極およびダイヤモンド電極の製造法を提供するかまたは開発するという課題を基礎とし、この場合この製造法は、経済的に是認できる費用、それ故に安価にダイヤモンド電極を製造しうることを可能にする。それによって初めて、多数の酸化工程で水溶液中でのダイヤモンド電極の経済的な使用が可能であるはずである。殊に、相応して、なかんずく飲料水の後処理もしくは排水の後処理または電気化学的合成に適当である大面積の電極が製造可能であるはずである。
【０００８】
この課題は、本発明により記載されたダイヤモンド電極によって解決され、このダイヤモンド電極は、金属層または金属合金層の表面中に埋設されたドープされたダイヤモンド粒子を有し、この場合このダイヤモンド粒子は、金属または金属合金との導電性結合を得る。
【０００９】
ダイヤモンド電極を製造するための本発明による方法の場合、ドープされ合成により得られたダイヤモンドからの粉末は、少なくとも金属または金属合金の表面中に、金属または金属合金とダイヤモンド粒子（５）との間で導電性結合が生じるように埋設される（請求項１３）。
【００１０】
即ち、本発明は、工業的に、ひいては比較的安価に得られたダイヤモンド粉末を出発物質として使用し、金属とダイヤモンド粒子との間でダイヤモンド電極への導電性結合を生じさせながら金属または金属合金と結合させることに基づく。工業的に得られたダイヤモンド粉末を多種多様な使用目的、例えば研磨用ペーストのために使用することは、公知である。また、このダイヤモンド粉末は、ドープされた形で常法の１つにより、例えば高圧法、高温法によって金属触媒を用いて製造されることができる。この製造技術の場合、ダイヤモンド粉末は、例えば硼素の導入によって製造工程で導電性にされうる。
【００１１】
本発明による記載された電極の場合、電極の表面上でダイヤモンド粒子間に残存する個所には、非導電性の酸化物層が設けられており、そのように不動態化されている（請求項２）。それによって、ダイヤモンド粒子の導電率は埋設材料の導電率よりも高く、空白の金属表面は電解質溶液と反応し得ないことが確認されている。付加的に、この個所には、封止層、例えば珪酸塩層が設けられていてよい（請求項３）。
【００１２】
本発明の１つの好ましい実施態様において、埋設層は、殊に酸化物によって不動態化された金属からなるかまたはこのような金属を合金成分または被覆物として有する、担持材料からの層上に施こされている（請求項４）。従って、例えばチタンまたはアルミニウムならびに前記金属からの合金が適当である。担持材料に機械的安定性の材料を使用する場合には、この材料は、電極の接触に使用されてもよい（請求項５）。担体層の両面被覆を有する電極を形成させる場合または裏面を絶縁させる場合には、別の材料（鉄、鋼、ＮＥ金属等）が使用されてもよいし、非導電体が使用されてもよい（請求項６または７）。
【００１３】
埋設層は、少なくとも部分的に非導電性酸化物の形成能力を有する元素からなる（請求項８）。従って、なかんずくマグネシウム、アルミニウム、チタン、イットリウム、ジルコニウム、ハフニウム、タンタル、バナジウムおよび亜鉛の群からの金属または金属合金が適当である（請求項９）。
【００１４】
埋設層の表面中に埋設されたダイヤモンド粉末は、殊に硼素、燐または窒素でドープされており、１〜７００μｍ、殊に２００μｍまでの程度の大きさの粒径を有する。少なくとも本質的に一致する粒径を有するダイヤモンド粉末の使用は、有利である（請求項１０から１２までのいずれか１項）。
【００１５】
独立請求項の請求項１３に記載の方法の第１の変法の場合、ドープされたダイヤモンド粒子は、非導電性酸化物層の形成能力を有する少なくとも１つの元素を含有する担持材料中に直接に機械的力および／または温度によって導入される（請求項１４）。こうして、ダイヤモンド電極の安価で迅速な製造が可能になる。
【００１６】
機械的力を施こしながらの導入の方法は、ダイヤモンド粒子を担持材料の表面中に圧入するかまたは圧延導入することにある（請求項１５）。
【００１７】
独立請求項の請求項１３に記載の本発明による方法の別の変法は、ドープされたダイヤモンド粒子を流体中で加速させ、ひいては衝突時に表面中に導入させることにある（請求項１６）。また、この方法は、安価であり、ダイヤモンド電極の簡単な製造を可能にする。流体として、例えば水または空気は、適当であり、加速は、ポンプまたはコンプレッサーにより行なうことができる。
【００１８】
更に、独立請求項の請求項１３に記載の本発明による方法の変法の場合、ドープされたダイヤモンド粒子は、非導電性酸化物層の形成能力を有する金属または金属合金と混合され、圧縮され、この場合には、場合によってはドープされたダイヤモンド粒子を１つ以上の層中に埋設して含有する担体板を備えた圧縮部材が形成される（請求項１７）。それによって、ドープされたダイヤモンド粒子の多数の層を有する電極が製造され、したがって電極の場合によっては起こりうる磨耗の場合も、電極の機能は、完全に維持されたままである。
【００１９】
更に、なお請求項１３記載の方法の変法は、ドープされたダイヤモンド粒子を担体材料上で焼結させることにある（請求項１８）。この方法の利点は、ダイヤモンド粒子と担体材料との特に安定した結合を得ることにある。
【００２０】
もう１つの方法の場合には、金属または金属合金は、気相から析出される（請求項１９）。
【００２１】
埋設層のための出発物質としては、請求項２０の記載によれば、殊に高い融点を有する金属担体層上で溶融される低融点の物質、例えばマグネシウムまたはマグネシウム合金を使用することができ、この場合ダイヤモンド粉末は、既に合金の粉末と混合されているかまたは引続きなお液状の金属上に施こされ、最終的に冷却される。
【００２２】
請求項１３記載の方法のなお別の変法には、金属または金属合金をダイヤモンド粉末で電気メッキし、この場合には、ダイヤモンド粉末が攪拌等によって懸濁液中に維持されかつ析出された金属中に堆積されている水溶液または塩融液が使用される（請求項２１）。
【００２３】
請求項２２の記載によれば、前記方法により得られたダイヤモンド電極は、通常の方法、殊にＣＶＤ法およびＰＶＤ法でドープされたダイヤモンドの後析出のための出発生成物として使用することができる。
【００２４】
埋設層または担持材料のためには、非導電性の酸化物層の形成能力を有する少なくとも１つの元素、例えばマグネシウム、アルミニウム、チタン、イットリウム、ジルコニウム、ハフニウム、タンタル、バナジウムまたは亜鉛から少なくとも部分的に構成される導電性金属または金属合金を使用することができる（請求項２３）。
【００２５】
本発明による方法の場合、ダイヤモンド粒子の間に自由に残存する金属表面または金属個所は、不動態化される（請求項２４）。こうして、ダイヤモンド粒子の導電率は、埋設材料の導電率よりも大きくなることが確認される。
【００２６】
不動態化は、殊に無機的酸化または化学的酸化により酸化物層を発生させることによって行なわれる（請求項２５）。
【００２７】
この場合、無機的酸化は、直流、パルス化直流または交流によって主に陽極位相時間で実施されうる（請求項２６）。最も簡単な場合には、直流を使用することである。パルス化直流は、拡散により反応が全く起こらない一時的停止によって過酸化物形成剤（硫酸塩、ホウ酸塩）の改善された供給、ひいては完全な酸化を可能にする。交流を使用する場合、陽極位相は、短い陰極位相によって中断され、それによって酸化剤の破壊が生じる。直ぐ次の陽極位相において、この酸化剤は、新たに形成される。それによって、酸化剤が深く孔中に押し入り、深すぎる酸化が起こることが回避されうる。即ち、定義された厚手の層は、その下方に存在する層が巻き添えにされることなく酸化されうる。
【００２８】
陽極酸化を実施するために、殊に硼酸イオン、硫酸イオン、リン酸イオンおよび弗化物イオンを組合せ物で含有する水溶液が使用される（請求項２７）。このようにして、特に耐磨耗性および耐蝕性の保護層または酸化層を形成させることができる。
【００２９】
更に、本方法の好ましい実施態様の場合、酸化溶液は、緩衝される（請求項２８）。この結果、溶液が塩基性になり、酸化物の代わりに水溶性である水酸化物も生成されることが回避される。
【００３０】
酸化物層の細孔は、付加的に封止されうる（請求項２９）。この結果、機械的強度が高められ、絶縁特性が改善される。この場合には、殊に酸化物層の表面を水性珪酸塩で後処理し、この水性珪酸塩を二酸化炭素に富んだ空気で硬化させることが当てはまる（請求項３０）。
【００３１】
これに対して選択的に、封止は、表面を、溶解された金属塩の導入によって印加された電位を用いてかまたは用いずにセラミックの性質を有する層に変換することによっても達成することができる（請求項３１）。この種の表面処理は、珪酸塩処理前に行なうこともできる。この場合には、引続く焼結工程において、セラミックの性質は、なおさらに改善させることができる。セラミックの性質の概念は、生成される安定した結晶構造に関連する。焼結工程は、酸化物層中への付加的な金属の導入後に実施され、この場合材料は、長時間に亘って、例えば数時間に亘って使用された合金の融点付近の温度に維持される。高められた温度は、安定した変形の形成を可能にする分子の移動度を生じる。層の密度、機械的強度および熱的安定性は、こうして改善されうる。
【００３２】
更に、請求項１３記載の方法の本発明による変法は、ドープされたダイヤモンド粒子を被覆された担持材料、殊にテフロンで被覆された担持材料の表面中に導入することにある（請求項３２）。電極を使用した際に生成されるガスは、テフロン層を通じて極めて簡単に電極の表面によって溶解されうる。
【００３３】
このようにして得られたダイヤモンド電極は、ガス、殊にオゾンおよび／または酸素の製造に使用されることができる（請求項３３）。
【００３４】
本発明による方法の場合、多種多様の粒径のダイヤモンド粉末および種々の製造工程からのダイヤモンド粉末は、電極に加工することができる。この場合、１〜７００μｍ、殊に２００μｍまでの粒径を有する導電性ダイヤモンド粉末を使用することは、特に有利である。ドーピングは、有利に硼素、燐または窒素を用いて実施される（請求項３４から３６までのいずれか１項）。
【００３５】
更に、本発明の他の特徴、利点および詳細は、若干の図により略示的に本発明により記載された電極の断面を示す図につき詳細に記載される。
【００３６】
図に略示された、本発明による形成された電極１の実施態様は、担持材料からなる層２、外向きに金属埋設層３から突出しているダイヤモンド粒子５のための金属埋設層３、ならびに個々のダイヤモンド粒子５間の埋設層３を不動態化しかつ封止する酸化物層４を含む。
【００３７】
担体層２のための材料としては、殊に機械的に相応して安定した材料が使用され、この材料は、好ましくは電極の接触に使用されてもよい。担持材料の示された片側の被覆の場合には、有利に非導電性酸化物層を形成しうる材料が使用される。典型的な殊に好適な材料は、例えばチタン薄板である。埋設層３は、酸化物形成金属または酸化物形成金属合金からなる。殊にマグネシウム合金は、埋設層に特に好適であるが、しかし、少なくとも部分的に非導電性酸化物層の形成能力を有する元素からなる合金も好適であり、例えば部分的に埋設されたダイヤモンド粒子５の間に設けられた必要とされる酸化物層４は、埋設層３の陽極酸化または化学的酸化により製造されうる。電極が場合によっては機械的に損傷される場合には、この酸化物層は、陽極的に極性化され、それ自体再生される。
【００３８】
本発明により形成される電極１の製造のために、導電性ダイヤモンド粉末、例えば硼素、燐または窒素でドープされたダイヤモンド粉末が使用される。この場合、導電性ダイヤモンド粉末は、本発明の対象ではなく、工業的に製造されたダイヤモンド粉末に遡及されることができる。導電性材料中へのダイヤモンド粉末の埋封のため、埋設層３の形成のためには、種々の方法がこれに該当する。
【００３９】
即ち、例えばダイヤモンド粒子は、直接に非導電性酸化物層の形成能力を有する少なくとも１つの元素を含有する担持材料中に機械的力および／または温度によって導入されることができる。この方法は、ドープされたダイヤモンド粒子の極端な硬度を利用する。この場合、ドープされたダイヤモンド粒子は、担持材料の表面中に圧入されてもよいし、圧延導入されてもよい。
【００４０】
別の類似の方法の場合には、ドープされたダイヤモンド粒子は、流体中、例えば空気、水または空気流体流等中へのエネルギーの導入によって促進され、この場合には、このドープされたダイヤモンド粒子は、高速で担持材料上に衝突させることができ、表面中に導入することができる。
【００４１】
本発明により形成された電極の製造に良好に好適なもう１つの方法は、非導電性の酸化物層の形成能力を有する金属または金属合金をドープされたダイヤモンド粒子と混合し、引続き圧縮し、したがって場合によっては担体板上に設けられておりかつダイヤモンド粒子を１つ以上の層中に埋設して含有する圧縮部材を生じさせる。このような形成は、磨耗の際にダイヤモンド粒子の新たな層を表面上に生じ、したがって電極表面をあたかも新しいものと交換したかのような利点を有する。
【００４２】
本発明により形成された電極を製造するのに良好に好適なもう１つの方法は、ドープされたダイヤモンド粒子が担持材料上に焼結されることにある。
【００４３】
金属または金属合金を施すために、本発明により形成された電極の製造に良好に好適ななお別の方法は、金属または金属合金を飽和気相から析出させることにある。この方法の場合には、例えば担持材料は、冷却され、殊に酸素不含の雰囲気（真空）中に導入される。液状の金属または液状の金属合金は、昇華室中に存在する。金属または金属合金に応じて、この昇華室は、例えば１００〜１５００℃に加熱される。担体材料に接して気相を直接に冷却することによって、析出が行なわれ、この場合ドープされたダイヤモンド粒子が閉じ込められる。
【００４４】
埋設層３のための低融点の出発物質、例えばマグネシウムまたはマグネシウム合金は、直接に、殊に高い融点を有する金属担持材料上、例えばチタン薄板上に溶融されうる。これは、アルゴン保護雰囲気下および場合によっては減圧下で行なわれる。ダイヤモンド粉末は、液状化された金属上に施こされ、例えば散布され、冷却される。
【００４５】
ダイヤモンド粉末を埋設し、埋設層３を形成させる別の方法は、水溶液、例えば亜鉛溶液または塩融液からの金属または金属合金、例えばアルカリ金属塩融液からのチタンおよびダイヤモンド粉末を同時に電気メッキすることにある。この場合、ダイヤモンド粉末は、懸濁液中での攪拌によって維持され、それによってあたかも予期せぬように析出された金属中に埋設される。
【００４６】
その上、上記方法により得られたダイヤモンド電極は、ドープされたダイヤモンドの後析出のための出発生成物として常法、殊にＣＶＤ法およびＰＶＤ法で使用されうる。
【００４７】
個々のダイヤモンド粒子５の間に存在する残存する個所は、溶液と反応するであろう、埋設層３の空白の金属表面を有する個所である。従って、この個所は、不動態化され、その結果、電流の輸送は、専らかまたは主にダイヤモンド粒子５を通じて行なわれる。酸化工程のためには、相応する酸化剤または過酸化物形成剤を含有する水性電解質浴を使用することができる。埋設層３にマグネシウムが存在するかまたは埋設層３がマグネシウムを含有する場合には、陽極酸化によって特に耐蝕性および耐磨耗性の保護層を製造するために、欧州特許第０３３３０４８号明細書の記載によれば、硼酸イオンまたは硫酸イオン１リットル当たり１０〜８０ｇ、燐酸イオン１リットル当たり１０〜７０ｇおよび弗化物イオン１リットル当たり５〜３５ｇならびにアルカリ金属イオン１リットル当たり１００ｇ未満を含有しかつ５〜１１、有利に７〜９のｐＨ値に調節されている電解質浴を使用することができる。この場合には、直流で４００ボルトまでの上昇する電圧で作業され、直流は、短時間中断されるかまたは反対に極性化される。この公知の方法を実施するための他の詳細に関しては、前記の欧州特許明細書が指摘される。
【００４８】
更に、緻密なセラミック層の形成を促進させる陰イオンおよび／または陽イオン、例えばアルミニウム塩は、酸化工程の間に発生される酸化物層中に導入されうる。殊に、機械的強度および絶縁特性が改善するような塩が使用される。また、陽極酸化に対して選択的に化学的酸化も可能である。
【００４９】
機械的強度および／または絶縁特性は、酸化物層の封止によって、場合によっては二酸化炭素と一緒に弱酸として細孔中で析出沈殿するアルカリ金属珪酸塩水溶液により改善されることができる。硬化は、二酸化炭素に富んだ空気中で行なわれうる。予めかまたは選択的に、電極の全体表面は、溶解された金属塩、例えばアルミニウム塩の導入によって印加された電位を用いてかまたは用いずにセラミックの性質を有する層に変換されうる。セラミックの性質は、引続く焼結工程によってさらになお改善されることができる。
【００５０】
造形される典型的な絶縁層は、工業用セラミック、例えば菫青石（Mg２Al４Si２O１２）に相当する。菫青石は、材料群Ｃ４１０ならびにＣ５１１、Ｃ５１２およびＣ５２０の基づくアルミニウム−マグネシウム−珪酸塩である。この菫青石は、特に低い熱膨張率を示し、それに関連して極めて高い温度変化安定性を示す。この性質は、自動車用触媒担体および高い価値の耐火性の家庭用食器として公知の使用のために利用される。更に、造形は、焼結コランダム（Al２O３）または酸化イットリウム（Y２O３）の使用に基づくセラミック技術に関連する。種々の媒体中での電極の化学的安定性の範囲内で、セラミックは、特殊な元素組成によってそれぞれの使用目的に区分されてよい。
【００５１】
また、酸化物層の封止は、表面上に蒸着しうる元素、殊に非導電性酸化物層の形成に適している元素が施こされることによって達成させることができる。
【００５２】
これに対して、封止は、引続くＣＶＤ法またはＰＶＤ法によって達成させることができ、この場合ドープされたダイヤモンド粒子上での付加的な層は、表面中に導入されドープされたダイヤモンド粒子上に施こされる。この場合、ダイヤモンド電極を製造するためのこれまでの常法で知られていた、下地の炭化物形成での問題は、十分に回避される。被覆時間ならびにそれに関連したエネルギー需要は、本発明による方法により製造される電極の使用によって劇的に減少される。
【００５３】
埋設層に使用される材料は少なくとも部分的に、非導電性酸化物層の形成能力を有する金属であるので、電極表面が機械的に損傷を受けた場合には、或る程度の自己治癒効果が可能である。これは、なかんずく電極が陽極としての使用で接続されている場合、例えば陽極酸化または飲料水の消毒の場合に有利である。
【００５４】
また、表面の事後の不動態化を必要としない本発明によるダイヤモンド電極を製造するための方法も可能である。これは、例えばドープされたダイヤモンド粒子を相応して被覆された担持材料、殊にテフロンで被覆された担持材料の表面中に導入する場合である。このように製造されたダイヤモンド電極は、殊にガス、殊にオゾンおよび／または酸素の製造に良好に好適である。
【００５５】
最後に、なお担体層は必ずしも設ける必要がないことを記載することができる。この担体層を設ける場合には、両側に、ダイヤモンド粒子を有する埋設層を備えさせることができる。
【図１】
2005532472.tif 000003
【国際調査報告】
2005532472.tif 000004
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