Способ поляризационных измерений

Авторы патента:

G01N27/50 - Исследование или анализ материалов с помощью электрических, электрохимических или магнитных средств (G01N 3/00-G01N 25/00 имеют преимущество; измерение переменных электрических или магнитных величин и исследование электрических или магнитных свойств материалов G01R)

Изобретение касается электрохимических измерений и может быть использовано для изучения диффузионной кинетики в системах с расплавленным электролитом и твердым рабочим электродом. Целью изобретения является повьппение точности поляризационных измерений. Способ включает пропускание между рабочим и вспомогательным электродами, прямоугольных импульсов тока со ступенчато нарастающей амплитудой и определенной расчетным путем длительностью, измерение потенциала рабочего электрода - после пропускания импульса, пропускание импульса той же длительности и амплитуды, по обратной полярности, вьщерживание бестоковой паузы, определение по окончании цикла развертки нового значения предельной диффузионной плотности, вычисление нового значения толщины диффузионного слоя, вычисление по новым значениям указанных параметров нового значения длительности импульса. Циклы указанных операций повторяются до достижения заданной точности воспроизводимости предельной диффузионной плотности тока. Цель изобретения достигается за счет лучшего восстановления поверхности рабочего электрода и оперативного уточнения параметров модели диффузионной кинетики . 1 ил. & 0 О5 00 О5 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 С 01 N 27 50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ(ТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, H ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4062311/31-25 (22) 25 ° 04.86 (46) 23.01.88. Б, N 3 (» ) Уральский политехнический институт им. С,M.Êèðîâà (72) С.Л.Гольдштейн, Г.Б.Смирнов и Е .Б.Солонин (53 ) 543.257(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1068797, кл. G 01 N 27/48, 1984.

Боробошкин А.Н., Смирнов M.Â. О времени достижения стационарного состояния при электролизе с постоянной силой тока. вЂ” Труды Института электрохимии УФАН СССР. Злектрохимия расплавленных солевых и твердых электролитов, вып.1, 1960, с.7-16. (54) СПОСОБ ПОЛЯРИЗАЦИОННЬ@ ИЗМЕРЕНИЙ (57) Изобретение касается электрохимических измерений и может быть использовано для изучения диффузионной кинетики в системах с расплавленнь)м электролитом и твердым рабочим электродом. Целью изобретения является повышение точности поляризационных измерений. Способ включает пропускание между рабочим и вспомогательным электродами, прямоугольных импульсов тока со ступенчато нарастающей амплитудой и определенной расчетным путем длительностью, измерение потенциала рабочего электродавЂ” после пропускания импульса, пропускание импульса той же длительности и амплитуды, по обратной полярности, выдерживание бестоковой паузы, определение по окончании цикла развертки нового значения предельной диффузионной плотности, вычисление нового значения толщины диффузионного слоя, вычисление по новым значениям указанных параметров нового значения длительности импульса. Циклы указанных операций повторяются до достижения заданной точности воспроизводимости предельной диффузионной плотности тока. Цель изобретения достигается за счет лучшего восстановления поверхности рабочего электрода и оперативного уточнения параметров модели диффузионной кинетики. 1 ил.

1368764

Изобретение относится к электрохимическим измерениям и может быть использовано для изучения диффузион-. ной кинетики в системах с расплав. 5 ленным электролитом и твердым рабочим электродом.

Цель изобретения вЂ” повышение точности поляризационных измерений.

Сущность способа заключается в 10 восстановлении поверхности рабочего электрода путем пропускания импульса тока обратной полярности с последующей паузой, причем в течение итеративного процесса измерений уточняют- 15 ся значения i, 0 и t Благодаря восстановлению поверхности рабочего электрода достигается необходимая точность задания плотности поляризующего тока, Итеративность измерений 20 позволяет повысить их точность за счет последовательного уточнения параметров модели диффузионной кинетики i „ и 3, по которым определяют длйтельности поляризующих импуль- 25 сов тока.

На чертеже приведен алгоритм, в соответствии с которым реализуется предлагаемый способ.

Способ осуществляют следующим об- 30 разом.

На входе алгоритма (блок i) имеются начальное A и конечное В значения логарифма поляризующего тока, шаг приращения логарифма h, точность воспроизводимости предельного диффузионного тока, коэффициент диффузии

D исходные значения предельной диф9 . исх фузионной плотности тока i > и толщины диффузионнОгО слОя о . БлОк 40

2 соответствует процедуре расчета времен t „(i), где i вычисляется для амплитуд поляризующего тока, обусловленных его логарифмической разверткой, при известной площади рабо.чего электрода.

После задания исходного значения логарифма тока (блок 3) осуществляется цикл равзертки тока (блоки 4вЂ”

10), в процессе которого снимают поляризационную кривую. Вслед за подачей поляризующего импульса (блок

4) реализуется прерывание тока (блок

5) и измерение потенциала рабочего электрода (блок 6). Прерывание

55 необходимо для исключения влияния омической потери напряжения, Затем с целью восстановления поверхности рабочего электрода подают (блок 7) импульс тока обратной полярности с той же.амплитудой и длительностью, что и у предшествующего поляризующего импульса, потом выдерживают бестоковую паузу (блок 8), необходимую для установления исходного гидродинамического режима и для устранения отрицательного влияния импульса .обратной полярности, связанного оо случайным отклонением амплитуды или длительности импульса от заданных значений. Минимальная длительность паузы определяется временем установления исходного состояния Объекта после подачи на него импульса тока обратной полярности, а максимальная ее длительность выбирается исходя из возможных отклонений от ранее определенной минимальной длительности.

Если развертка тока не завершена (блок 9), то его логарифм увеличивается (блок 10) на величину шага, и описанная последовательность действий (блоки 4-8) повторяется для новой амплитуды тока. В противном случае производится (блок 11) вычис. н он ление новых значений „ и о осуществимое по известным методикам с использованием полученной поляризационной кривой. Если цикл развертки тока был первым с начала измерений, то происходит (блок 12) возврат к вычислению (блок 2) t „(i) по новым i „ и 5 . Иначе (блок 13) оценивается точность воспроизводи/ мости предельной диффузионной плотности тока. Если она удовлетворяет заданной, то измерения прекращаются и на выходе (блок 15) имеется итоговая поляризационная кривая. В противном случае (блок 14) производится уточнение i „ и О путем присвоения им новых значений и цикл повторяется.

Пример. Поляризация уранового катода в расплаве КС1-NaC1-UC1 о, (5 мас.7. по V) при 750 С. Вспомогательный электрод изготовлен из урана, измерения потенциала проводят относительно хлорного электрода сравнения. Расплав и электроды помещают в корундовый контейнер, размещенный в заполненной аргоном кварцевой пробирке, причем электроды крепят к резиновой пробке пробирки.

Поляризационная установка включает трехэлектродную электрохимическую

1368764

;Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Способ поляризационных измерений, заключающийся в пропускании прямоугольного импульса тока между рабочим и вспомогательным электродами Электрохимической ячейки со ступенчато нарастающей от импульса к импульсу амПлитудой, длительность которых определяют из соотношения (и Fate

1) ехр ) вЂ” вЂ” вЂ” вЂ” 1

RT J

40 толщина диффузионного слоя; коэффициент диффузии; плотность тока; где

D .ячейку, источник поляризующего тока, источник деполяризующего тока, регистратор потенциала, программируемый таймер и микроЭВМ. После каждого поляризующего импульса осущест5 вляют восстановление поверхности катода путем подачи деполяризующего импульса с последующей паузой 5 с.

По полученноч поляризационной кривой определяют значения i и 3 по которым пересчитывают длительности импульсов, после чего снимают новую поляризационную кривую, Процесс повторяют до тех пор, пока разность величин предельной диффузионной плотности тока, полученных для двух последовательных поляризационных кривых, не становится меньшей

0,001 А/см

Точность предлагаемого способа составляет 2-47. предельная диффузионная пр плотность тока; и вЂ” валентность потенциалоопределяющих ионов;

F вЂ” число Фарадея;

hg вЂ” заданная погрешность измерения потенциала рабочего электрода;

R вЂ” универсальная газовая постоянная;

Т вЂ” температура, причем потенциал рабочего электрода фиксируют непосредственно после окончания очередного импульса, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности поляризационных измерений, после каждой фиксации потенциала между рабочим и вспомогательным электродами ячейки пропускают прямоугольный импульс тока обратной полярности с той же амплитудой и длительностью, что и у предшествующего поляризующего импульса, затем выдерживают бестоковую паузу, при этом по окончании очередного цикла развертки тока иэ полученной поляризационной кривой определяют значение i и определяют значение 5 по формуле

nF D C

3 = вЂ” - вЂ” вЂ”, >пр где С вЂ” концентрация потенциалоопределяющих ионов в электролите, затем устанавливают значения длительностей импульсов, соответствующих измеренным величинам i, 3, после чего осуществляют следующий цикл развертки, причем циклы повторяют. до получения воспроизводимых значе- . ний предельной диффузионной плотности тока с заданной точностью.

1368764

Составитель В.Немцев

Редактор В.,Петраш Техред И.Верес Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1204 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

Изобретение относится к области машиностроения, конкретно к способам контроля степени очистки поверхности металлических изделий водными растворами поверхностно-активных веществ (ПАВ)

Способ определения содержания лигнина в лигноцеллюлозном материале // 1366570

Изобретение относится к области химии древесины и технологии целлнзлозы и позволяет повысить точность определения

Способ определения давления максимальной скорости электроэрозии полупроводниковых керамических материалов // 1359727

Изобретение относится к технике ; емкостных систем зажигания

Амперометрический датчик для определения концентрации кислорода // 1354094

Устройство для измерения сопротивления протяженного рабочего электрода электрохимической ячейки // 1345106

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля электрохимических процессов

Способ потенциометрического определения нитрати перхлорат- ионов в растворе // 1343337

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для контроля состава технологических растворов и промышленных стоков, содержащих одновременно нитрати перхлорат-ионы, а также в практике научных исследований

Способ оценки качества ворса // 1343330

Изобретение относится к области производства нетканых материалов способом электрофлокирования, а именно к оценке качества ворса, предназначенного для флокирования

Способ неразрушающего контроля металлических конструкций // 1341567

Изобретение относится к способам контроля элементов металлоконструкций, в частности элементов, выполненных из никелида титана

Устройство для исследования межфазного слоя на границе твердого электрода с электролитом // 1332218

Изобретение относится к устройствам для исследования границы твердый электрод - твердый электролит и может быть использовано для исследования межфазного слоя

Легкоплавкий электролит для исследования термодинамических свойств сплавов натрия в твердом состоянии // 1332217

Изобретение относится к исследо- .ванию свойств материалов электрохимическими средствами, в частности к электролитам для исследования термодинамических свойств сплавов натрия

Устройство для определения наличия и толщины пленки электролита на поверхности металлических объектов // 2107891

Электрохимический анализатор физико-химических свойств материалов // 2112965

Стационарный ph-метр для контроля жидких сред // 2112975

Изобретение относится к измерительным приборам и может быть использовано для контроля жидких сред, например молочных продуктов

Способ измерения объемного содержания компонента многокомпонентной однородной смеси // 2119658

Сенсор паров ароматических углеводородов // 2119662

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для определения концентрации паров ароматических углеводородов в атмосфере промышленных объектов и при экологическом контроле

Способ контроля анизотропии прочности твердых материалов и изделий // 2134876

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля анизотропии прочности твердых металлических и строительных материалов и изделий

Способ определения ресурса работы несущего элемента из жаропрочного термически упрочняемого алюминиевого сплава в конструкции летательного аппарата // 2140071

Изобретение относится к области исследования физико-механических свойств металлов и может быть использовано при диагностировании фактического состояния конструкции летательного аппарата после определенной наработки в процессе профилактических осмотров самолета

Способ определения запаса прочности нагруженного материала // 2141648

Изобретение относится к неразрушающим методам анализа материалов путем определения их физических свойств, в частности предела прочности

Способ определения некомпенсированного электрического заряда материальных тел // 2145103

Изобретение относится к геофизике (гравиметрии, геомагнетизму), к общей физике и может быть использовано при определении взаимодействия материальных тел, при расчетах магнитной напряженности вращающихся тел, объектов, тяжелых деталей аппаратов, вращающихся с большой скоростью

Способ детектирования газовых смесей // 2146816

Изобретение относится к способам анализа смесей газов с целью установления их количественного и качественного состава и может быть использовано в газовых сенсорах