Хронопотенциометрический способ определения коэффициента диффузии металла в жидком сплаве
О П И С А Н И Е ()968722
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соввтскин
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 30.08.79 (2I) 2811825/18-25 с присоединением заявки М (23 ) П риоритет
Опубликовано 23.10.82. Бюллетень %39 (Б1)М. Кл.
5 01 К 27/26
9юударстванвй квинтет
CCCP
60 делан изобретений и открытий (53) УДК542. .8 (088.8) Дата опубликования описания 23.10.82 (72) Авторы. изобретения!
А. Г. Морачевский, А, И. Демидов, Н. В. Темно рова = " -=- ., и И. Г. Вольфсон
Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (7l) 3aÿâèòåëü (84). ХРОНОПОТЕНБИОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИБИЕЙТА ДИФФУЗИИ
МЕТАЛЛА В ЖИДКОМ СПЛАВЕ
Изобретение относится к области исследования свойств материалов с помошью электрохимических средств и может быть использовано для определения коэффициентов диффузии металлов в жидких сплавах
Известен хронопотенциометрический способ определения коэффициента диффузии металла в жидком сплаве, включающий катодную поляризацию жидкого металла-основы током постоянной плотности в электролите, содержашем ионы диф фундируюшего ме, анодную поляризацию жидкого сплава и регистрацию в процессе поляризалии потенциала металла и.сплава 1) .
В известном способе приготовление сплава проводится электролизом для получения расчетной концентрации металла во всем объеме сплава, при этом период катодной поляризации составляет 0,05. 2,80 ч, после чего полученный сплав выдерживается в контакте с электролитом в течение нескольких часов. По дан ным измерения потенциала сплава отно сительно электрода сравнения и значению переходного времени рассчитывается коэффициент диффузии с использованием известного уравнения Санда.
Недостатком известного способа является невысокая точность определения
; в случае стивов, нестабильных в конщ такте с электролитом, поскольку при длитепьном периоде катодной поляриза ции и выдержке сплава между периодами катодной и анодной поляризации имеет место взаимодействие сплава с солевой фазой и отклонение выхода по току от
100%.
Бель изобретения - повышение точности при исследовании сйлавов, нестабильных в контакте с электролитом.
Указания цель достигается тем, что согласно хронопотенциометрическому способу определения коэффициента диффузии металла B KlglKQM сплаве, включаюшем
4 у - валентность ионов диффундируюшего металла; - константа Фарадея.
Значения плотности сплавов, необходимые при расчете объемной концентрации, находят по методу аддитивности.
Л р и м е р. ПредЛагаемь м способом определены коэффициенты диффузии лития в жидких сплавах с оловом, цинком, инte дием и висмутом при 773 и 823 К.
Жидкий металл-основу катодно поляризуют 15 с током плотностью 0,1 А/см от потенциостата П-5848. В качестве электролита применяют расплавленные эвтекд тические смеси hiCE — КСС и 4iCS — tiiF.
Непосредственно после катодной поляризации проводят анодную поляризацию жидкого сплава током постоянной плотности. Содержание лития в поверхностном слое сплава определяют путем измерения его потенциала с помощью свинцового электрода сравнения с последующим пересчетом относительно литиевого электрода. Потенциал сплава измеряют с помощью цифрового вольтметра Ф-4202 и записывают на экране осциллографа CB-13.
Средние значения коэффициентов диффузии лития в жидких сплавах приведены в таблице.
8722
Коэффициент диффузии лития
Э" 10, см-с
0,76+ 0,09
1,35+ 0,20 . 2,14+ 0,32
2,30 0,37
2,26 0,37
Олово
1,56 0,15 3,25+0,53
3,27 0,30
Висмут
Сопоставление полученных данных с известным способом позволяет сделать вывод, что точность определения коэффициентов диффузии по предлагемому спосо- а бу значительно выше. Сокращение периода катодной поляризации и исключение операции выдержки сплава в контакте с электролитом обеспечивает не только повышение точности, но и ускорение на-, хождения коэффициентов диффузии, что выгодно отличает предлагаемый способ от известного. катодную поляризацию жидкого металла» основы током постоянной плотности в электролите, содержащем ионы диффундируюшего металла, анодную поляризацию жидкого сплава и регистрацию в процессе поляризации потенциала металла и сплава, катодную поляризашпо ведут до установления стационарного нотенциала, соответствующего образованию сплава в поверхностном слое, после чего проводят анодную поляризацию сплава.
Экспериментально установлено, что уравнение Санда применимо и в случае кратковреме иной катодной поляризации (практически 10-20 с), обеспечивающей образование сплава не во всем объеме .металла, а лишь в поверхностном слое, Содержание металла в поверхностном слое сплава Определяют с помощью элек трода сравнения, переходное время находят по методу Рейнмута. Коэффициент диффузии рассчитывают по уравнению
Calla
Я г F с где C, - содержание металла в сплаве, гатом/см, 3
Х
- анодная плотность тока, А/см; — -переходное время, с;
Формула изобретения
Хронопотенциометрический способ определения коэффициента диффузии металла в жидком сплаве, включакиций катодную поляризацию жидкого металлаосновы током постоянной плотности в электролите, содержащем ионы диффундируюшего металла, анодную поляризацию жидкого сплава и регистрацию в процессе поляризации потенциала металла и сплава, о т и и ч а ю ш и и с я тем, что, S 968722 4 с целью повышения точности при исследо- Источники информации, ванин сплавов, нестабильных в контакте принятые во внимание при экспертизе с электролитом, катодную поляризашпо 3Мо Мгаюо 5., Ta1<6bard 1,3to Т, Моведут до установления стационарного по- Farnoto S.ТЪ6 Ъ ЙФММО О% 11tbiUm и тенцнала, соответствуюшего образованию > 4<<4 0w -71he АЮоу.-" Мю.ГаС.Е ЮОМ сплава в поверхностном слое, после чего > "- ", 1Э74, V.34, 34 1, р. 9-18, проводят анодную поляризашпо сплава.
Составитель Н. Вохмянин
Редактор П. Коссей Техред M. Тенер Корректор О. Билак
Заказ 8157/72 Тираж 887 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж35, Раушская иаб., д. 4/6
Филиал ППП "Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4
