ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методика определения электродных потенциалов на структурных составляющих сплава из "Коррозионные процессы на реальных микроэлементах" В работах, проведенных совместно с Г. В. Акимовым [12], было установлено, что электродные потенциалы плавно меняют свое значение по поверхности короткозамкнутых моделей наиболее резкое изменение потенциалов наблюдается у границы контакта электродов. Отсюда непосредственно следовало, что чем меньше будет величина моделей, тем меньше будет абсолютное значение разности потенциалов между двумя крайними точками на модели. Следовательно, на реальных структурных составляющих сплава, которые, как правило, по своей величине бывают невелики, разность потенциалов будет очень мала. Таким образом, для определения значений потенциалов на различных участках структурных составляющих необходимо иметь прецизионную аппаратуру, с помощью которой можно было бы определять достаточно точно разность потенциалов. Кроме того, эта аппаратура должна обеспечивать возможность вести наблюдения в зоне замера потенциалов. [c.8] Кроме диаметра капилляра, очень важна его длина, так как при длинном капилляре сопротивление электролита в нем настолько велико, что потенциал не поддается измерению. В табл. 1 приведено сопротивление электролита в капилляре, наполненном 1N раствором КС1. [c.10] При длине капилляра 1 мм сопротивление уменьшается в 5 раз по сравнению с данными, приведенными в таблице, но оно остается настолько большим, что на обычных потенциометрах измерить потенциал не удается. Наиболее целесообразным оказалось применение искусственных капилляров, изготовленных из стеклянных трубок. Техника приготовления капилляров из стекла несложна, и после некоторой практики удалось разработать технологию их изготовления. [c.10] На фиг. 4, а, б показаны изготовленные таким способом капилляры. Целую серию стеклянных капилляров просматривали под микроскопом и сортировали по размерам. Затем стеклянные трубки наполняли через капилляры раствором хлористого калия той концентрации, какая бралась и для раствора, применявшегося при наполнении стандартного электрода (каломелевый полуэлемент). После наполнения трубок в капилляры засасывали некоторое количество раствора желатины или агар-агара в хлористом калии. Когда желатина застынет, капилляр можно считать годным к употреблению. [c.10] В конструкции прибора, при соответствующих увеличениях, должна была быть предусмотрена возможность наблюдения структурных составляющих сплава и одновременно положения кончика капилляра, который будет перемещаться по поверхности структурных составляющих. Величина перемещения капилляра должна быть замерена с достаточной точностью. [c.11] Стеклянная трубка с оттянутым капилляром укрепляется винтами в металлической трубке, расположенной на планке капилляродержателя, который позволяет перемещать капилляр в трех взаимно перпендикулярных направлениях с помощью винтов а, Ь, с. Кроме того, капилляродержатель, укрепленный на тубусе микроскопа (а значит, и капилляр), может передвигаться вверх и вниз вместе с тубусом. [c.11] Работают с прибором следующим образом. Капилляр, заполненный электролитом, с помощью винтов а, Ь, с вводят в поле зрения микроскопа. На предметном столике устанавливают кристаллизатор с помещенным на дне его металлографическим шлифом соответствующего сплава. Зону шлифа, которую предполагается исследовать, предварительно фотографируют. Передвигая предметный столик, находят глазом зону шлифа, подлежащую исследованию, и устанавливают ее точно в фокусе микроскопа. Таким образом, в поле зрения микроскопа видны структурные составляющие сплава и кончик капилляра, касающийся поверхности шлифа. [c.12] Момент касания кончиком капилляра поверхности шлифа хорошо виден под микроскопом, так как с этого момента капилляр, изгибаясь, начинает перемещаться вдоль поверхности шлифа. Капилляр должен располагаться по возможности ближе к поверхности шлиф а, в то же время не царапая ее, так как царапины, наносимые при передвижении, могут в некоторых случаях исказить результаты. Затем с помощью винтов т, п предметный столик вместе со шлифом перемещают относительно кончика капилляра. Зона, по которой перемещается капилляр, отмечается на фотографии, и величина перемещения всякий раз фиксируется. [c.12] После того как установка закончена, в кристаллизатор наливают электролит. Из-за различных коэффициентов преломления электролита и воздушной среды в поле зрения микроскопа после наполнения кристаллизатора электролитом поверхность шлифа и кончик капилляра не будут видны. Следовательно, непосредственно в ходе измерения потенциалов наблюдать за перемещением кончика капилляра по поверхности шлифа нельзя. [c.12] Если необходимо в процессе измерения вести наблюдения за состоянием поверхности шлифа, нужно, после того как налит электролит, тубус микроскопа несколько поднять, а капилляр опустить до положения, в котором в поле зрения микроскопа будут хорошо видны поверхность шлифа и касающийся поверхности кончик капилляра. [c.12] Шлиф с помощью изолированного проводника соединен с потенциометром, второй полюс которого соединен с каломелевым полуэлементом. Носик полузлемента опускается в стеклянную трубку с капилляром. [c.12] Потенциометр для измерения электродных потенциалов на структурных составляющих должен отбирать минимальный ток от измеряемой системы. Такое требование вызывается следующим. Так ка к череа электроды в момент включения может протекать некоторый ток, то, несмотря на кратковременность включения, при компенсации неизвестной электродвижущей силы в этом случае измеряемый потенциал может в результате поляризации электрода несколько измениться. Чем больше плотность тока, протекающего через электрод, потенциал которого необходимо определить, тем больше будет изменение потенциала электрода. Следовательно, измерение электродных потенциалов структурных составляющих, площадь которых столь мала, что и небольшой ток будет вызывать значительную поляризацию электрода, необходимо произво дить потенциометром, отбирающим от измерительной системы мини мальный ток. Кроме того, потенциометр должен обладать высоко чувствительностью, обеспечивающей возможность снятия отсчета с точ ностью до 1,0—0,1 мв. Высокая чувствительность потенциометра совер шенно необходима, так как разность потенциалов между структурными составляющими сплава может быть очень небольшой. Чувствительность потенциометра не должна изменяться при подключении к нему систем с большим внутренним сопротивлением (порядка десятков мгом). [c.12] Таким требованиям могут удовлетворять некоторые ламповые потенциометры (электронные вольтметры). В связи с внедрением в промышленность стеклянных электродов для определения pH растворов по вопросу применения ламповых потенциометров имеется довольно обширная литература [54, 68, 46], в которой приводятся различные схемы ламповых потенциометров. Большая часть настоящего исследования была р.роведена на потенциометре, специально изготовленном лабораторией. [c.13] На фиг. 6 дана схема лампового потенциометра, с помощью которого можно было производить измерения потенциалов с точностью до 0,1 м.в при сопротивлении во внешней цепи, равном десяткам мгом. [c.13] Прибор сконструирован на основе лампы ЭМ-3 отечественного производства. Ток накала лампы, являющийся одновременно рабочим током измерительного потенциометра, устанавливается реостатами грубой и точной регулировки с помощью нормального элемента. Измеряемая разность потенциалов подается на сетку лампы, вследствие чего стрелка гальванометра смещается с нулевого положения. Если, включив потенциометр, установить стрелку гальванометра снова на нуль, то показания потенциометра будут соответствовать искомой разности потенциалов. [c.13] Потенциометр позволяет подключать к нему системы с внутренним сопротивлением до 50 мгом. [c.13] Изоляция части поверхности образца от электролита различными замазками оказывает некоторое влияние на потенциалы электродов. Но в настоящей работе избежать применения замазок было нельзя. Для изоляции отдельных мелких кристаллов под микроскопом, как показала практика, наиболее удобным материалом является химически чистый парафин, который и применялся в течение всей работы. При исследовании под микроскопом образцы сплавов располагались в горизонтальной плоскости. [c.14] В течение опыта электролит не перемешивался и не изолировался от окружающей среды. Вспомогательным электродом для поляризации служила платина, помещенная в том же сосуде, так как изолировать друг от друга катодное и анодное пространство под микроскопом не представлялось возможным. В качестве электрода-эталона применялся каломелевый электрод. Приведенные в работе значения потенциалов подсчитаны по отношению к водородному электроду. [c.14] Вернуться к основной статье