Влияние сопутствующего процесса выделения водорода на скорость образования и роста осадка сплава железо-медь

• Автор: Лобановская, Анжелика Станиславовна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 177 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Кинетика и механизм выделения водорода на металлических электродах .

1.1.1. Современные представления о механизме процесса

1.1.2. Кинетические закономерности..

1.1.3. Сорбция водорода материалом электрода и формы взаимодействия водорода с материалом электрода

1.1.3.1. Кинетика и механизм диффузии водорода

в металлах и металлических осадках

1.1.3.2. Свойства образующихеяфаз, их влияние на

процесс катодного выделения водорода

1.1.4. Роль сопутствующего процесса выделения водорода при формировании слоя сплава путем электролитического соосавдения компонентов сплава из раствора.
1.1.5. Влияние водорода на смачиваемость поверхности
1.2. Кинетика и механизм выделения водорода на Реэлектроде и на электродах с электролитически осажденным слоем железа в кислых растворах . .
1.3. Кинетика и механизм выделения водорода на Сиэлектроде и на электродах с электролитическим слоем меди
1.4. Кинетика и механизм выделения водорода на
сплавах железа .
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.
2.1. Подготовка электродов
2.2. Приготовление и очистка электролитов .
2.3. Подготовка ячейки
2.4. Методика электрохимических измерений при поляризации постоянным током
2.5. Методика импедансных измерений . .
2.6. Методика измерения адсорбции водорода.
2.7. Определение энергии активации .
2.8. Определение приэлектродного слоя.
2.9. Определение смачиваемости .
2 Определение микротвердости
2 Методика коррозионных испытаний .
2 Микроструктурные исследования
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ НАВОДОРАМВАНИЯ НА ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ
И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ ОСАДКОВ Ре и СПЛАВА Ре Си
3.1. Смачиваемость электролитических осадков Ре и
РеСи на стали и чугуне.
3.2. Структура и морфология роста электролитических осадков сплава РеСи
3.2.1. Закономерности раздельного электроосаящения железа и меди.
3.2.2. Влияние длительности процесса электроосавдения сплава РеС и на его структуру.
3.2.3. Влияние плотности тока
3.3. Влияние наводораживания на структуру осадков Ре
и сплава РеСи на стали и чугуне
3.4. Массспектрометрия вторичных ионов на сплаве
4
ШАБА 4. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЫДЕЛЕНИЯ ВОДОРОДА
НА РеСи ЭЛЕКТРОДЕ
4.1. Влияние состава раствора.
4.2. Особенности кинетики выделения водорода
в потенциостатических условиях
4.3. Влияние температуры на кинетику и механизм катодного выделения водорода на РеСи электроде
4.4. Кинетика изменения в зоне протекания
реакции.
ГЛАВА 5. КИНЕТИКА АДСОРБЩИ ДЕСОРБЦИИ ВОДОРОДА
И ПРОНИКНОВЕНИЕ ЕГО В ГЛУБЬ ЭЛЕКТРОДА
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Такое объяснение хорошо согласуется с тем фактом, что в кислых растворах с ростом потенциала коэффициент разделения изотопов водорода уменьшается. При изучении кинетики электролитического выделения водорода на металлах с высоким перенапряжением, в основном, вся полученная информация относится к стадии разряда донора протонов, но не к стадии удаления водорода. Как известно, в этом случае удаление водорода происходит по механизму электрохимической десорбции. В работе на основе имеющегося экспериментального материала делается вывод о неравновесности электрохимической десорбции на металлах с высоким водородным перенапряжением. Изотопный кинетический эффект, имеющий место на неравновесной стадии разряда, не оказывает влияния на изотопный состав выделяющегося водорода, так как скорость разряда много меньше скоростей в прямом и обратном направлениях стадии электрохимической десорбции, находящейся в равновесии. При достаточно низких перенапряжениях выделение водорода на ртутном и серебряном катодах следует закономерностям замедленного безбарьерного разряда, характеризующегося значением i, тафелевским наклоном 2,3 КТР и независимостью перенапряжения от концентрации ионов водорода и строения двойного слоя. То же значение наклона будет наблюдаться при медленной безактивационной электрохимической десорбции с2 0, которой предшествует квазиравновесный разряд. Этот механизм был отклонен, поскольку десорбция с участием приводит к существенной зависимости скорости процесса от концентрации ионов водорода и от потенциала. Но, исходя из энергетических соображений, весьма вероятен безактивационный процесс электрохимической десорбции с участием молекул воды. Рассмотрим энергетический профиль процесса безбарьерный раз
ряд рис. Предположим, что лимитирующей стадии процесса отвечает наивысшая кажущаяся энергия активации Е. Рис. Энергетический профиль реакции выделения водорода без учета возможности туннелирования протона. ИЛИ На Н2О е2 ОН. Тогда видно, что электрохимическая десорбция, следующая за скоростьопределяющим безбарьерным разрядом, должна быть безактивационной. Аналогично, безактивационной скоростьопределяющей электрохимической десорбции должен предшествовать безбарьерный разряд. Для реакции разряда тяжелых частиц профиль энергии, изображенный на рис. Однако для реакции переноса протона состояние 2 может существовать определенное время, так как переход с одного терма на другой осуществляется в относительно редких случаях, определяемых вероятностью туннелирования протона. Поэтому процесс происходит в виде последовательности двух стадий, причем из состояния 2 система может как перейти в конечное состояние 3 молекула Н2, так и вернуться в исходное состояние. Следовательно, для разряда иона водорода современная квантовомеханическая теория , делает
возможной последовательность безбарьерный разряд безактивационная десорбция. В работах , фот о эмиссионным методом установлено существование безактивационной 2 0 электрохимической десорбции и безактивационной 0 ионизации водорода. М преобладающим донором протонов являются молекулы воды, а в более кислых растворах ионы Нд0 При переходе к обычному электрохимическому процессу что равнозначно понижению энергии водорода изменение 2 от 0 до 12 скорее произойдет для реакции с молекулами йО. Таким образом, если в условиях фотоэлектрохимических экспериментов преобладала электрохимическая десорбция с участием Нд0, то она же будет преобладать и в электрохимических опытах. Квазибезбарьерные и квазибезактивационные процессы были предсказаны в , как результат двух типов движений в ходе электродной реакции реорганизации растворителя и сдвига разряжающейся частицы. Существование квазибарьерного и квазибезактивационного процессов было показано экспериментально для реакции разряда ионизации хлора на окисных рутениевотитановых электродах . Квазибезбарьерный процесс разряда иона водорода может быть представлен схемой, показанной на рис. В результате реорганизации растворителя координата реакции Су при практически неизменном положении центра тяжести ионов Нд0 система переходит из состояния 1 в состояние 2 безбарьерный по координате су разряд.