电极材料，电极材料的选择原则

电极材料是电化学反应中的关键组成部分，其选择直接影响到电化学反应的效率和产品的质量。电极材料需要满足特定的条件，以确保与试样紧密接触、导电性好、机械强度高，并且不会引入杂质。

1.紧密接触与杂质控制

电极材料需要与试样紧密接触，以保障电化学反应的顺利进行。电极材料应不会因施加外电极而引入杂质，从而避免造成测量误差。

2.物化性质与导电性

电极材料应具有以下物化性质：

-稳定性：材料应具有稳定的化学性质，不易发生化学反应。

导电性：材料应具有良好的导电性，以确保电流的有效传递。

催化性：材料应具有一定的催化活性，以促进电化学反应。

比表面积：材料的比表面积应较优，有利于反应的进行。

3.机械性能与加工

对于小型电极实验装置，电极和导体螺杆需要有较高的导电性能和足够的机械强度，以便于实际加工和与固定基座相连接。

4.导电性好、熔沸点高

电极材料应选择导电性好、熔沸点较高、机械加工性能好的材料。以下是一些常见的电极材料：

-铜：制成各种精密复杂电极，可用于中小型腔加工。

钨、钼：熔点和沸点较高，***耗少，但其机械加工性能不好，价格较贵，一般仅用于线切割。

铜碳、铜钨和银钨等合金材料：导热性好、熔点高、电极***耗少，但价格较贵、制造成本高。

5.吸附量与比表面积

电极材料的基本原理之一是，当气体分子与粉体材料发生碰撞时，会在材料表面停留一段时间，此现象为吸附。恒温下的吸附量取决于粉体和气体的性质以及吸附发生时的压力，根据吸附量即可推算出材料的比表面积。

6.电化学反应速率与终产物

电极材料的特性决定了电化学反应的速率及终产物生成情况。选择电极材料时需要考虑反应的化学性质、电极材料对该反应速率的影响、材料本身的机械物理性质、稳定性以及成本等因素。

7.电极电位与氧化还原

电极电位越负，越容易失电子；电极电位越正，越容易得电子。电极反应和电池反应实质上都是氧化还原反应，标准电化序也反映了某一电极相对于另一电极的氧化还原能力的大小。

8.材料易得性与成本

电极材料应易于获得、易于制造和加工成型，且成本不高。能够完全满足以上惰性电极材料要求的极少。对于电解铝生产而言，材料易得性、制造加工成型和成本等因素更具有现实意义。

9.应用优势

惰性电极材料的应用具有以下优势：

-经济方面：可取代碳素电极，节省优质碳素材料和更换电极的劳动力成本。环保方面：降低了对环境的影响。

10.命名方式与表示符号

电极材料的命名方式复杂多样，有的根据金属部分命名，如铜电极、铂电极等；有的根据电极活性的氧化还原对中的特征物质命名，如甘汞电极、氢电极等；还有的根据电极金属部分的形状或功能命名。

11.热电极材料要求

热电极的材料要求包括：

-灵敏度大：能准确反映温度变化。

单值线性：温度变化与电极响应成线性关系。

精度高：测量结果准确可靠。

高电导率：电流传递效率高。

耐高温：能在高温环境下稳定工作。

低温下不脆化：在低温环境下保持材料的韧性。

通过以上对电极材料选择原则的详细分析，我们可以更好地理解电极材料在电化学反应中的重要性，并为实际应用提供指导。