Termal dekompozisyon yöntemi ile metal oksit kaplı elektrot üretimi
Metal oxide coated electrode production via thermal decomposition method
Yazar: ALİCAN ERSİN
Danışman: PROF.DR. İ. YILMAZ TAPTIK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Elektrometalurjik uygulamalarda karsılasılan büyük problemlerden biri yüksek enerjimaliyetleri, digeri ise korozif kimyasal ortamlardır. Bu tür problemlere çözüm olarakgelistirilen elektroaktif elektrotlar, aynı zamanda yüksek dayanım ömürleri ve farklısekil ve boyutlarda üretilebilme kolaylıkları nedeniyle genis uygulama alanı bulmustur.Elektroaktif elektrotlar, düsük fazla-voltajları nedeniyle enerji maliyetlerinde önemlitasarruf saglamakta ve proses boyunca boyutsal kararlılık göstermektedir. Buelektrotlar, yakıt hücreleri, kaplamacılık, redüksiyon elektrolizi gibi birçok alanda etkinolarak kullanılmaktadır ve termal dekompozisyon, sol-jel, elektrokimyasal kaplama,elektromanyetik indüksiyon, lazer kalsinasyon ve PVD gibi yöntemlerleüretilebilmektedir. Bu çalısmada elektroaktif elektrotların üretiminde uygulaması kolayve maliyeti düsük olan termal dekompozisyon yöntemi incelenmistir. Ticari saflıkta Tiplakalar üzerine metal klorür tuzlarından termal dekompozisyon yöntemi ile RuO2 veIrO2 kaplamaları gerçeklestirilmistir. Grafit elektrotların fazla voltajlarının çok yüksekoluslarından dolayı kullanım maliyetlerinin yüksekligi, Pb anotların ise, elektroaktifelektrotların esas kullanım alanı olan klor alkali endüstrisi içinde bulunan HCl'deçözünüyor olmasından dolayı Ti altlık üzerine tek ve karısık soy metal oksit kaplanmasısuretiyle üretim yapılması yoluna basvurulmustur. Kaplama sayısı, kaplama bilesimi,dekompozisyon sıcaklıgı ve elektroliz ortamı parametre olarak seçilmistir. Numuneler,anodik polarizasyonları ve dayanım ömürlerine göre karsılastırmalı olarakdegerlendirilmistir. Çalısmalar sonucunda 16 kat RuO2'in en düsük polarizasyonu, 16kat IrO2'in ise yaklasık 130 mV daha elektropozitif olmasına karsın en uzun dayanımömrünü sagladıgı görülmüstür. H2SO4 ortamında en uzun dayanım ömrü gösterennumune, farklı bir ortam olarak HCl içinde elektroliz edilmistir.Anahtar Kelimeler: Elektroaktivite, fazla-voltaj, termal dekompozisyon

Abstract:
One of the major problems faced in the electrometallurgical applications is high energycosts and another is corrosive chemical media. Electroactive electrodes which have beendeveloped as a solution for these problems, at the same time have found a large area ofapplication because of their high corrosion resistance and the easiness in being producedin different shapes and dimensions. The electroactive electrodes provide importantsavings in energy costs because of their low over-potentials, and are dimensionally stableduring the process. These electrodes are used effectively in many areas such as fuel cells,plating and reduction electrolysis and can be produced via many methods such asthermal decomposition, sol-gel, electrochemical plating, electromagnetic induction, lasercalcination and PVD. In this study, thermal decomposition method which is easilyapplicable and cost-effective has been investigated. RuO2 and IrO2 coatings formed bythermal decomposition method from metal chloride salts, have been applied onto Tiplates of commercial purity (1 x 10 x 0.1 cm). Number and characteristics of the coatingshave been chosen as parameters. The specimens have been evaluated relativelyaccording to their anodic polarizations and corrosion resistance. It is determined that 16times coated RuO2 has the lowest polarization, and 12 times coated IrO2 has the longestlife-time, although it is approximately 130 mV more electropositive. The specimen whichhas the highest corrosion resistance in H2SO4 has been electrolyzed in HCl as a differentmedia.Keywords: Electroactivity, over-voltage, thermal decomposition