AT412002B

Diamond electrode and method for production thereof

Abstract

The present invention relates to the diamond electrode which was obtained in composition and which has a conductive (doped) diamond. This surface has the diamond particle (5) laid underground into the metal layer or the metal alloy layer, and this diamond particle obtains the conductive combination with metal or a metal alloy in this case.

AT412002B, drawing sheet 1
Sheet 1 of 1

Term

No projected expiry on record.

  1. Priority and filed
  2. Granted
  3. Today

27 claims: 27 independent, 0 dependent

  1. 1
    PATENT CLAIMS:PATENTANSPRÜCHE: 1. Diamond electrode with synthetically produced, conductive (doped) diamonds, characterized in that it has diamond particles (5) embedded in the surface of a metal or metal alloy layer, which create a conductive connection to the metal or the metal alloy. 1. Diamantelektrode mit synthetisch hergestellten, leitfähigen (dotierten) Diamanten, dadurch gekennzeichnet, dass sie in die Oberfläche einer Metall- oder Metalllegierungsschicht eingebettete Diamantpartikel (5) aufweist, die eine leitfähige Verbindung zum Metall bzw. der Metalllegierung hersteilen.
  2. 2
    Diamond electrode according to Claim 1, characterized in that the points remaining on the surface of the electrode between the diamond particles (5) are provided with a non-conductive oxide layer (4) and are passivated in this way. 2. Diamantelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Oberfläche der Elektrode zwischen den Diamantpartikeln (5) verbleibenden Stellen mit einer nicht leitenden Oxidschicht (4) versehen und derart passiviert sind.
  3. 3
    Diamond electrode according to Claim 2, characterized in that the non-conductive oxide layer (4) is covered with a sealing layer, for example a silicate layer. 3. Diamantelektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht leitende Oxidschicht (4) mit einer Versiegelungsschicht, beispielsweise einer Silikatschicht, bedeckt ist.
  4. 4
    Diamantelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbettungsschicht (3) auf eine Schicht aus Trägermaterial (2) aufgebracht ist. 4th Diamond electrode according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the embedding layer (3) is applied to a layer of carrier material (2).
  5. 5
    Diamond electrode according to Claim 4, characterized in that the layer of carrier material (2) consists of metals or metal alloys passivated by oxides, in particular titanium, aluminum or alloys of these metals. 5. Diamantelektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus Trägermaterial (2) aus durch Oxide passivierten Metallen oder Metalllegierungen, insbesondere aus Titan, Aluminium oder aus Legierungen dieser Metalle, besteht.
  6. 6
    Diamantelektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus Trägermaterial (2) auf ihrer Rückseite isoliert ist. 6th Diamond electrode according to Claim 4, characterized in that the layer of carrier material (2) is insulated on its rear side.
  7. 7
    Diamantelektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus Trägermaterial (2) beidseitig mit einer eingebettete Diamantpartikel aufweisenden Diamantschicht versehen ist. 7th Diamond electrode according to Claim 4, characterized in that the layer of carrier material (2) is provided on both sides with a diamond layer having embedded diamond particles.
  8. 8
    Diamantelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbettungsschicht (3) zumindest teilweise aus Elementen, die zur Ausbildung nicht leitender Oxide fähig sind, besteht. 8th. Diamond electrode according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the embedding layer (3) consists at least partially of elements which are capable of forming non-conductive oxides.
  9. 9
    Diamond electrode according to Claim 8, characterized in that the embedding layer (3) contains at least one metal from the group consisting of magnesium, aluminum, titanium, yttrium, zirconium, hafnium, tantalum, vanadium and zinc. 9. Diamantelektrode nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbettungsschicht (3) zumindest ein Metall aus der Gruppe Magnesium, Aluminium, Titan, Yttrium, Zirkonium, Hafnium, Tantal, Vanadium und Zink enthält.
  10. 10
    Diamond electrode according to one of claims 1 to 9, characterized in that the 10. Diamantelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die AT 41 2 002 B in die Oberfläche der Einbettungsschicht (3) eingebetteten Diamantpartikel (5) insbesondere mit Bor oder Stickstoff dotiert sind. AT 41 2 002 B in the surface of the embedding layer (3) embedded diamond particles (5) are doped in particular with boron or nitrogen.
  11. 11
    Diamond electrode according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the grain size of the diamond particles (5) is between 1 and 500 pm, in particular up to 200 pm. 11. Diamantelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße der Diamantpartikel (5) zwischen 1 bis 500 pm, insbesondere bis zu 200 pm, beträgt.
  12. 12
    Diamantelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße der eingebetteten Diamantpartikel (5) im Wesentlichen übereinstimmt. 12th Diamond electrode according to one of Claims 1 to 11, characterized in that the grain size of the embedded diamond particles (5) is essentially the same.
  13. 13
    Verfahren zur Herstellung einer Diamantelektrode, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pulver aus dotierten, synthetisch hergestellten Diamanten zumindest in die Oberfläche eines Metalls oder einer Metalllegierung derart eingebettet wird, dass eine leitfähige Verbindung zwischen dem Metall bzw. der Metalllegierung und den Diamantpartikeln (5) entsteht. 13th Method for producing a diamond electrode, characterized in that a powder of doped, synthetically produced diamonds is embedded at least in the surface of a metal or a metal alloy in such a way that a conductive connection is created between the metal or the metal alloy and the diamond particles (5).
  14. 14
    Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass für die Einbettungsschicht (3) leitfähige Metalle oder Metalllegierungen verwendet werden, die zumindest teilweise aus zumindest einem zur Ausbildung nicht leitender Oxide fähigen Elementen besteht, wie Magnesium, Aluminium, Titan, Yttrium, Zirkonium, Hafnium, Tantal, Vanadium oder Zink. 14th Method according to claim 13, characterized in that conductive metals or metal alloys are used for the embedding layer (3), which at least partially consist of at least one element capable of forming non-conductive oxides, such as magnesium, aluminum, titanium, yttrium, zirconium, hafnium, Tantalum, vanadium or zinc.
  15. 15
    Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsmaterial für die Einbettungsschicht (3) niedrigschmelzende Materialien, beispielsweise Magnesium oder eine Magnesiumslegierung, verwendet werden, welche auf einer insbesondere metallischen Trägerschicht (2) mit einem höheren Schmelzpunkt aufgeschmolzen werden, wobei das Diamantpulver bereits mit dem Pulver der Legierung vermengt ist oder anschließend auf das noch flüssige Metall aufgebracht wird und schließlich abgekühlt wird. 15th Method according to Claim 13 or 14, characterized in that low-melting materials, for example magnesium or a magnesium alloy, are used as the starting material for the embedding layer (3), which are melted onto an in particular metallic carrier layer (2) with a higher melting point, wherein the diamond powder is already mixed with the powder of the alloy or is then applied to the still liquid metal and is finally cooled.
  16. 16
    Method according to one of claims 13 to 15, characterized in that a metal or a metal alloy is electrodeposited with diamond powder, an aqueous solution or a molten salt being used in which the diamond powder is kept in suspension by stirring or the like and into the deposited Metal is stored. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metall oder eine Metalllegierung mit Diamantpulver galvanisch abgeschieden wird, wobei eine wässrige Lösung oder eine Salzschmelze verwendet wird, in welcher das Diamantpulver durch Rühren oder dergleichen in Suspension gehalten wird und in das abgeschiedene Metall eingelagert wird.
  17. 17
    Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Diamantpartikeln (5) frei bleibenden Metallflächen bzw. - stellen passiviert werden. 17th Method according to one of Claims 13 to 16, characterized in that the metal surfaces or locations remaining free between the diamond particles (5) are passivated.
  18. 18
    Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Passivierung eine Oxidschicht mittels anodischer oder chemischer Oxidation erzeugt wird. 18th Method according to Claim 17, characterized in that an oxide layer is produced for passivation by means of anodic or chemical oxidation.
  19. 19
    Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die anodische Oxidation durch Gleichstrom, gepulsten Gleichstrom oder Wechselstrom mit übenwiegender anodischer Phasendauer durchgeführt wird. 19th Method according to Claim 18, characterized in that the anodic oxidation is carried out by direct current, pulsed direct current or alternating current with a predominant anodic phase duration.
  20. 20
    Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung der anodischen Oxidation insbesondere wässrige Lösungen verwendet werden, welche in Kombination Borat-, Sulfat-, Phosphat-, und Fluoridionen enthalten. 20th Method according to Claim 18 or 19, characterized in that, in particular, aqueous solutions are used to carry out the anodic oxidation which contain a combination of borate, sulfate, phosphate and fluoride ions.
  21. 21
    Process according to one of Claims 17 to 20, characterized in that the oxidation solutions are buffered. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidationslösungen gepuffert werden.
  22. 22
    Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidschicht versiegelt wird. 22nd Method according to one of Claims 17 to 21, characterized in that the oxide layer is sealed.
  23. 23
    23 Process according to Claim 22, characterized in that the oxide layer is post-treated with aqueous silicate which is cured in air that is rich in carbon dioxide. 23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidschicht mit wässrigem Silikat nachbehandelt wird, welches an kohlendioxidreicher Luft ausgehärtet wird.
  24. 24
    Process according to Claim 22, characterized in that the surface is converted into a layer with the properties of a technical ceramic, such as cordierite or sintered corundum, by the penetration of dissolved metal salts, with or without applied potential. 24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche durch Eindringen von gelösten Metallsalzen, mit oder ohne angelegtem Potential, in eine Schicht mit Eigenschaften einer technischen Keramik, wie Cordierit oder Sinterkorund, umgewandelt wird.
  25. 25
    Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass leitfähiges oder halbleitfähiges Diamantenpulver verwendet wird. 25th Method according to one of Claims 13 to 24, characterized in that conductive or semi-conductive diamond powder is used.
  26. 26
    26 Process according to one of Claims 13 to 25, characterized in that the particles of the diamond powder have a grain size of 1 to 500 μm, in particular of up to 200 μm. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel des Diamantpulvers eine Korngröße von 1 bis 500 pm, insbesondere von bis zu 200 pm, aufweisen.
  27. 27
    27 Method according to one of Claims 13 to 26, characterized in that Par55 27. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Par55 AT 41 2 002 B particles of the diamond powder are doped with boron or nitrogen. AT 41 2 002 B tikel des Diamantpulvers mit Bor oder Stickstoff dotiert sind.
Independent claims27