Электрохимические и физико-механические свойства свинцово-сурьмяных и свинцово-кальциевых сплавов для герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторов

• Автор: Иноземцева, Елена Владиславовна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 110 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
Свинцовые сплавы для решеток положительных и отрицательных
электродов свинцово-кислотных аккумуляторов
1Л. Свинцово-сурьмяные сплавы
1Л Л. Сплавы, легированные мышьяком
1Л .2. Сплавы, легированные серебром
1Л.З. Сплавы, легированные оловом
1Л .4. Сплавы, легированные кадмием
1.2. Свинцово-кальциевые сплавы
1.3. Сплавы, легированные висмутом
1.4. Заключение по первой главе
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследований
2.2.1. Методика изучения физико-механических свойств сплавов
2.2.2. Методика проведения микроструктурного анализа сплавов
2.2.3. Методика исследования электрохимических свойств сплавов
2.2.4. Методика проведения коррозионных исследований сплавов
2.2.5. Методика изучения перенапряжения выделения водорода и кислорода
2.2.6. Методика изучения проводимости контактного коррозионного слоя методом вращающегося дискового электрода
2.2.7. Методика изучения свойств контактного коррозионного слоя методом импедансной спектроскопии
ГЛАВА 3. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ
3.1. Свинцово-сурьмяные сплавы
3.2. Свинцово-кальциевые сплавы
3.3. Заключение по третьей главе 49 ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ И КОРРОЗИОННЫЕ
СВОЙСТВА СВИНЦОВЫХ СПЛАВОВ
4.1. Электрохимические свойства свинцовых сплавов
4.2. Коррозионные свойства свинцовых сплавов
4.2.1. Свинцово-сурьмяные сплавы
4.2.2. Свинцово-кальциевые сплавы
4.3. Заключение по четвертой главе
ГЛАВА 5. ПЕРЕНАПРЯЖЕНЕИЕ ВЫДЕЛЕНИЯ ВОДОРОДА И
КИСЛОРОДА НА СВИНЦОВЫХ СПЛАВАХ
5.1. Свинцово-сурьмяные сплавы
5.2. Свинцово-кальциевые сплавы
5.3. Заключение по пятой главе

ГЛАВА 6. ИЗУЧЕНИЕ ПРОВОДИМОСТИ КОНТАКТНОГО КОРРОЗИОННОГО слоя
6.1. Исследование проводимости контактного коррозионного слоя
методом вращающегося дискового электрода
6.1.1. Свинцово-сурьмяные сплавы
6.1.2. Свинцово-кальциевые сплавы
6.2. Изучение свойств контактного коррозионного слоя „

методом импеданснои спектроскопии
6.2.1. Свинцово-сурьмяные сплавы
6.2.2. Свинцово-кальциевые сплавы
6.3. Заключение по шестой главе
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Свинцово-кислотные аккумуляторы (СКА) являются самыми распространенными химическими источниками тока. Несмотря на более чем полутора вековую свою историю, на рынке химических источников тока (ХИТ) они, по-прежнему, занимают первое мес то. На их долю приходится более 80 % вырабатываемой химическими источниками тока энергии и 100 % рынка аккумуляторов емкостью выше 500 А-ч. Это связано с тем, что такие батареи имеют:
высокие энергетические характеристики (40 - 50 Вт-ч/кг); относительно большой срок службы (5 — 6 лет); относительно низкий саморазряд (0.5 % в сутки); стабильное напряжение при разряде; возможность применения ускоренных зарядов; самую низкую стоимость.
Их применение очень разнообразное. В автомобилях на основе двигателя внутреннего сгорания аккумулятор дает короткий импульс мощного тока для старта и более низкий, но устойчивый ток для других приложений. При этом батарея большую часть времени остается заряженной. Так же работают батареи электроснабжения телекоммуникаций и бесперебойного питания техники в других областях, их редко разряжают полностью («плавающая нагрузка»). С другой стороны, батареи электромобилей (ЭМ) должны работать до глубокого разряда и перезаряжаться за несколько часов («нагрузка глубокого разряда»). Между этими предельными случаями находятся батареи гибридных электромобилей (ГЭМ) и батареи электроснабжения удаленных мест, работающие большую часть времени вблизи промежуточной степени заряженности, составляющей ~ 50 % («нагрузка частичного разряда»),

Во всех случаях батарея должна обеспечивать необходимую мощность. Это требование более жесткое для электромобилей и ГЭМ, чем для работы в комплекте с солнечными батареями. В автомобилях батарея должна иметь высокую удельную энергоемкость, то есть высокую энергоотдачу на единицу
Снятие анодных хроноамперограмм проводили с помощью потенцио-стата П-5848 с регистрацией анодных г, /-кривых на КСП-4. Перед измерением вращающиеся дисковые электроды промывались дистиллированной водой, механически шлифовались на наждачной бумаге различной зернистости. Затем вновь тщательно промывались дистиллированной водой и обрабатывались спиртом.
Электроды подвергались анодной поляризации в стандартной трехэлектродной ячейке (для формирования ККС) при температуре 40°С при потенциалах 2.15 В на вращающихся дисковых электродах в течение 30 минут в
4.8 М серной кислоте без вращения. В качестве вспомогательного электрода использовался платиновый электрод.
Далее включали электродвигатель и через 5 минут вносили в электролит различные количества 0.5 М раствора Не804. По возрастанию фонового1 тока, обусловленного процессом окисления ионов Ре (II) до Ре (III), определялась величина скорости окисления ионов Ре (II). Типичная кривая представлена на рис. 2.3.
Рис. 2.3. Типичная кривая изменения тока во времени в электрохимическом методе измерения проводимости контактного коррозионного слоя. т(1), т(2), т(3) соответствуют разному количеству введенного Ре (II).