Geometrija anode i distribucija struje: zašto usklađivanje katoda odlučuje o trajanju polja

Anoda se određuje premazivanjem. Katoda dobiva crtu u BOM-u. Na terenu, prva stvar koja pođe po zlu obično nije ni jedno ni drugo.

Struja se nikada ne raspoređuje ravnomjerno preko površine titanijske anode. Dizajn kaže prosječno 200 A/m². U stvarnosti, rubovi, kutovi, sučelja šipki vodiča i lice izravno nasuprot katodi mogu vidjeti 300 do 400 A/m². Efekt ruba dolazi od linija električnog polja nagomilanih na granicama. Kada pravokutna ploča ima omjer duljine i širine iznad 5:1, faktor poboljšanja ruba približava se 1,6. To znači da središte nije doseglo proračunsko opterećenje dok su rubovi već iznad njega.

Kemija premaza to ne može popraviti. Ru-Ir ili Ir-Ta, nije bitno. Na pregrijanim rubovima prvo se pojavljuju mikropukotine, mjehurići plina stagniraju, dolazi do lokalne pasivizacije. Ono što odlučuje gdje počinje starenje je geometrija anode i položaj katode.

Ploča naspram ploče daje relativno stabilno polje, ali rubovi se još uvijek koncentriraju. Mrežaste anode šire efektivno područje, dopuštaju pražnjenje na stražnjoj strani, smanjuju stvarnu gustoću struje i dopuštaju plinu da izlazi kroz otvore. Kompromis je u tome što mrežna križanja stvaraju vlastitu turbulenciju. Trenutne gužve na prijelazima žice. Zavarene zone pod utjecajem topline prvo stare. Cjevaste ili štapaste anode odgovaraju dubokim jažicama i uskim ćelijama, ali postoji otporni pad napona duž duljine. Komercijalno čisti titan ima otpornost od oko 0,47 μΩ·m, otprilike 30 puta veću od bakra. Na dugom štapu, gustoća struje na donjem kraju je znatno niža nego na vrhu. Postaju potrebne više strujnih točaka napajanja ili kompozitne sabirnice titan-bakar.

Neusklađena katoda gubi dobru anodu. Strana katode koja je okrenuta prema anodi vuče više struje. Daleka strana dobiva manje. Oštri uglovi, neravnine, viseća troska na katodi iskrivljuju lokalno polje. Odgovarajuća anodna zona radi preko struje tijekom cijele kampanje. U kiselom bakrenju, proizvodnji bakrene folije i elektrodobivanju plemenitih metala, katodni noduli i dendriti nisu samo katodni problem. Povratni su iz neravnomjerne raspodjele anodnog polja.

Razvijanje plina pojačava drugi sloj. Mjehurići klora ili kisika koji se zalijepe za površinu smanjuju lokalno djelotvorno područje, povećavaju otpor i uzrokuju fluktuacije napona. Ako orijentacija mreže, kut nagiba i brzina cirkulacije nisu usklađeni, na vrhu se stvaraju plinski filmovi. Izgleda kao kratki vijek trajanja premaza. To je zapravo problem polja protoka.

Start-stop frekvencija također se upisuje u distribuciju. Kontinuirani rad omogućuje samoograničenje lokalnih vrućih točaka. Više ciklusa uključivanja i isključivanja dnevno znači da svako ponovno pokretanje donosi neravnomjernu polarizaciju i skokove prenapona. Zamor rubnog premaza brže se nakuplja tijekom ciklusa nego pod stalnim punim opterećenjem.

Čitanje crteža ne bi trebalo stati na "MMO titan anoda 1000×600." Pitanja su: kakvog je oblika katoda, koja je tolerancija međuelektrodnog razmaka, mijenja li se razina tekućine, gdje izlazi plin, koliko točaka napajanja strujom, je li supstratna mreža, ploča ili cijev. Isti premaz, isto opterećenje, pogrešna geometrija, radni vijek na terenu može se razlikovati za faktor dva.

Anoda nije statičan dio. Nosivi je element u električnom polju, polju strujanja i toplinskom polju. Pogrešan oblik pojačava slabost sustava. Pravi oblik omogućuje premazu da stari onako kako je laboratorij predvidio.