Закономерности локализации высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз различной природы при импульсном электровоздействии в растворах

• Автор: Чубенко, Александр Константинович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 185 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ МИКРОПЛАЗМЕН11ЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРОЛИТАХ
1.1 Исторический очерк. Первые представления о механизме микроплазменных процессов в растворах элетролитов
1.2 Сущность формирования покрытий в процессе микроплазменного оксидирования
1.3 Модели формирования оксидных керамических покрытий в микроплазменном режиме
1.4 Влияние природы растворов электролитов на микроплазменные процессы, их роль в процессе формирования анодно-оксидных слоев
1.5 Методы и средства прямых измерений параметров микроплазменных процессов. Взаимосвязь регистрируемых электрических параметров с

характером роста анодно-оксидных пленок
1.5.1 Хронопотенциометрические методы измерений. Формовочные зависимости
1.5.2 Потенциодинампческие измерения
1.5.3 Импульсный метод измерения параметров микроплазменных процессов в растворах электролитов
1.5.3.1 Информационно-измерительный комплекс первого поколения
для исследования вольтамперных зависимостей
1.5.3.2 Информационно-измерительная компьютерная система второго поколения для исследования импульсных сильнотоковых процессов в растворах электролитов
1.6 Аналитические приложения микроплазменных процессов
1.6.1 Анализ металлов и сплавов
1.6.2 Анализ биологических объектов
Выводы. Постановка задач исследований

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФИЗИКО-ХИМ ИЧЕ Ч ЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ЛОКАЛИЗАЦИИ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОТОКОВ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ФАЗ. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
2.1 Локализация энергетических потоков в условиях импульсной высоковольтной поляризации границы раздела фаз
2.2 Математическое моделирование высокоэнергетического воздействия на границу раздела электрод - раствор электролита в условиях потенциостатического режима и лимитирующей стадии процесса -стадии доставки
2.2.1 Распределение концентрации реагирующих ионов в приэлектродном слое
2.2.2 Импульсный потенцпостати чески й режим прохождения электрического тока. Сопротивление приэлектродного слоя
2.2.3 Распределение плотности энергии и скорости локализации энергии в приэлектродном слое
2.2.4 Роль длительности импульса напряжения при формировании
покрытий методом микроплазменного оксидирования
Выводы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ В ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
3.1 Измерительные и функциональные схемы включения исследовательского оборудования
3.2 Электрохимические ячейки и датчики для проведения измерений в условиях высокоэнергетпческого воздействия
3.2.1 Трехэлектродиая электрохимическая ячейка
3.2.2 Электрохимический датчик для исследования биообъектов
3.2.3 Электрохимический датчик для исследования металлов и сплавов

3.2.4 Электрод сравнения
3.3 Разработка источников питания для осуществления электровоздействия
3.3.1 Малогабаритный импульсный источник питания
3.3.2 Импульсные источники питания с управляемой скоростью нарастания напряжения
3.3.2.1 Источник с индуктивным элементом управления скоростью нарастания напряжения
3.3.2.2 Источник с управлением скоростью нарастания напряжения посредством задержки сигнала управления в усилительном каскаде
3.3.2.3 Источник с управляемой скоростью нарастания напряжения с применением генераторов постоянного тока большой мощности
3.3.2.4 Источник с управляемой скоростью нарастания напряжения с применением параллельного соединения электрохимической системы и
конденсатора с большим отбираемым током
3.3.3 Физическая связь импульсных источников напряжения с электрохимической системой
3.4 Средства измерения и вспомогательные приборы для проведения исследований электрохимических систем при импульсном высокоэнергетическом воздействии
3.4.1 Аналого-цифровой преобразователь
3.4.2 Специальное программное обеспечение для сохранения и обработки данных
3.4.3 Пробники и делители напряжения
3.4.4 Средства измерения импульсных токов микроплазменных
процессов
3.5 Оценка значений характеристик погрешности измерений
3.5.1 Тестирование исследовательского оборудования на модельной нагрузке
3.5.2 Оценка показателя воспроизводимости методики измерения

потенциалов до 400 В. Значения потенциала в работе [34] измеряют цифровым вольтметром В7-23, а запись потенциодипамическпх кривых ведут автоматическим двухкоординатным самопишущим потенциометром Н307/1.
Ыа рисунке 1.7 приведены потенциодинамические кривые в условиях микродугового оксидирования титанового анода, полученные для различных значений скорости развертки потенциала [34].
1 - (1-2) В/с; 2 - (2-4) В/с; 3 - (4-8) В/с; 4 - (4-20) В/с; 5 - (5-40) В/с;
6 - (6-80) В/с
Рисунок 1.7-Потенциодинамические кривые при различных значениях скорости развертки потенциала
На представленных кривых имеет место участок, на котором ток не зависит от потенциала. Представленная схема измерения поляризационных зависимостей электрода позволяет проводить измерения только для постояннотоковых процессов с малой скоростью изменения потенциала. При значительной скорости изменения потенциала, характерной для импульсных процессов, необходимо учитывать емкость на границе электрод-раствор. Описанный метод измерений не позволяет проводить корректные измерения для быстротекущих электродных процессов.