Анодные процессы на моносилицидах металлов триады железа в кислых средах

• Автор: Пантелеева, Виктория Вячеславовна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 174 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Анодные процессы на металлах триады железа в кислых средах

1.1.1. Железо

1Л.2. Кобальт

1.1.3. Никель

1.2. Электрохимическое поведение кремния в кислых средах

1.3. Электрохимическое поведение сплавов металл-кремний

1.4. Спектроскопия электрохимического импеданса металлоподобных соединений

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методика электрохимических измерений
2.3. Физические методы исследования
ГЛАВА 3. АНОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ НА МОНОСИЛИЦИДАХ ЖЕЛЕЗА, КОБАЛЬТА И НИКЕЛЯ В РАСТВОРЕ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
3.1. Потенциостатические поляризационные измерения
3.2. Импеданс МБГэлектрода в области активного растворения
3.3. Импеданс №81-электрода в области активно-пассивного перехода
3.4. Импеданс N181, Ее81 и Со81 в области пассивного и транспассивного состояния.
3.5. Циклическая вольтамперометрия Ее81, Со81 и N
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ХаБ НА АНОДНОЕ ПОВЕДЕНИЕ МОНОСИЛИЦИДОВ ЖЕЛЕЗА, КОБАЛЬТА И НИКЕЛЯ В РАСТВОРЕ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
4.1. Поляризационные измерения
4.2. Импеданс МвГэлектрода
4.2.1. Импеданс №8|-электрода в области активного растворения
4.2.2. Импеданс ГШьэлектрода в области активно-пассивного перехода
4.2.3. Импеданс №81-электрода в области пассивного состояния
4.2.4. Импеданс №81-электрода в области транспассивного состояния
4.3. Импеданс Еевьэлектрода
4.3.1. Импеданс Еевьэлектрода в области потенциалов первого и второго анодных
процессов
4.3.1.1. Первый анодный процесс

4.З.1.2. Второй анодный процесс
4.3.2. Импеданс РеЗЬэлектрода в области пассивного состояния
4.3.3. Импеданс Ее81-электрода в области транснассивного состояния
4.4. Импеданс Совьэлектрода
4.4.1. Импеданс Со81-электрода в области потенциалов первого и второго анодных
процессов
4.4.1.1. Первый анодный процесс
4.4.1.2. Участок слабой зависимости / от Е
4.4.1.3. Второй анодный процесс
4.4.2. Импеданс Со81-электрода в области транспассивного состояния
4.5. Исследование морфологии поверхности Ее81, Со81 и N
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
О - коэффициент диффузии, см2/с
г/ - толщина оксидной пленки, нм
Екор ~ потенциал коррозии
Енп - потенциал начала пассивации
Еп„ - потенциал перепассивации
/- частота переменного тока, Гц
К - константа анодирования, нм/В
2’ — действительная составляющая импеданса, Ом см
2"-мнимая составляющая импеданса, Ом см
7 - модуль импеданса, Ом-см
§ - толщина диффузионной зоны, нм
V - скорость развертки потенциала, мВ/с
р - удельное электросопротивление, Ом-см
<р - фазовый угол, град.
со - круговая частота переменного тока, со = 2тс/
Второй график Боде - график зависимости фазового угла от логарифма частоты переменного тока ВЧ - высокие частоты НЧ - низкие частоты
СЭИ - спектроскопия электрохимического импеданса ЦВА - циклическая вольтамперограмма

ячейке. Электрохимическую ячейку перед измерениями промывали горячей смесью серной кислоты с перекисью водорода, ополаскивали дистиллированной, деионизованной водой, затем рабочим раствором. В качестве электрода сравнения использовали насыщенный хлоридсеребряный электрод, в качестве вспомогательного электрода - платиновый электрод. Все потенциалы в работе приведены относительно нормального водородного электрода.
Перед проведением измерений рабочую поверхность электродов шлифовали абразивными бумагами с последовательным уменьшением размера зерна, обезжиривали этиловым спиртом, ополаскивали рабочим раствором. При осуществлении измерений в растворе серной кислоты электроды предварительно катодно поляризовали при плотности тока г = 1 мА/см2 в течение 20 мин, затем выдерживали при потенциале разомкнутой цепи до установления стационарного значения потенциала, далее снимали спектры импеданса и вольтамперные кривые. Перед измерением спектров импеданса при каждом потенциале проводили потенциостатическую поляризацию электродов до установления практически постоянного значения тока, после чего начинали измерения импеданса при данном Е и более высоких потенциалах электрода, изменяя потенциал с определенным шагом. На основе полученных значений г для данного значения Е строили анодные потенциостагические кривые. Исследование области пассивного и транспассивного состояния МБызлектрода в растворе серной кислоты осуществляли в двух вариантах: 1) после подготовки рабочего электрода (включая предварительную катодную активацию) сразу задавали потенциал, соответствующий началу области пассивного состояния (Е ~ 0,5 В), и после установления постоянного тока начинали измерения спектров импеданса при данном Е и более высоких потенциалах электрода; 2) измерения начинали от потенциала коррозии, последовательно проходили области активного растворении, активно-пассивного перехода и затем - области пассивации и перепассивации. При погружении электродов в растворы серной кислоты, содержащие №Р, предварительную катодную активацию образцов не проводили. Такая методика подготовки рабочей поверхности электродов обеспечивала получение воспроизводимых результатов.
Диапазон используемых в импедансных измерениях частот /(ю/2я) - от 20 кГц до (0,02 — 0,002) Гц, амплитуда переменного сигнала (2 - 20) мВ. Обработку результатов измерений импеданса осуществляли в программе Z'Чъv^2, которая позволяет выполнять расчеты по любым эквивалентным схемам с числом элементов до 20 на основе изменения комплексного сопротивления электрохимической системы с частотой. Во избежание ситуации нахождения локального минимума функции расчет повторяли многократно с различными начальными значениями элементов схемы. В качестве критерия оценки схем на их пригодность для моделирования экспериментальных спектров импеданса использовали параметр %2 (хи-квадрат, вычисляется в ZЧ^ev^2)^, эквивалентная схема считалась удовлетворительной при < 10'3 (при