Работа 8. Выход по току

В первом разделе книги излагаются методы изучения и современные представления о строении границ раздела металлических или полупроводниковых электродов с ионными системами (растворами, расплавами), а также границы раствор — воздух. Значительное внимание уделено термодинамике поверхностных явлений на электродах, адсорбирующих водород и кислород, и современной теории адсорбции органических соединений на электродах. Во втором разделе подробно анализируются закономерности стадии подвода реагирующих частиц к поверхности электрода, методы изучения этой стадии и приводятся примеры использования явлений массопереноса при конструировании хемотронных устройств и новых источников тока. Третий раздел посвящен изложению закономерностей стадии переноса заряженных частиц через границу электрод — раствор и физических основ элементарного акта электрохимических реакций. При этом рассматриваются такие важные в теоретическом отношении вопросы, как роль работы выхода электрона и энергии сольватации ионов в электродной кинетике. Теории двойного слоя, массопереноса и элементарного акта, по образному выражению А. Н. Фрумкина, — те три кита , на которых базируется мощное и стройное здание кинетики электродных процессов. [c.3]

Работа выхода электронов у -металлов в зависимости от Z представлена на рис. 167. Общий характер изменения сохраняется. Интересно, что наиболее тугоплавкие металлы обладают сравнительно небольшими работами выхода, что позволяет получать значительные токи при термоэмиссии (см. гл. 10). [c.313]

Если оценить константу по числу соударений электронов со стенкой металла-ящика в простой модели Зоммерфельда (с поправкой, вносимой особенностями границы электрод — раствор), то можно сравнить ток термоэмиссии при заданном потенциале ф с экспериментально наблюдаемыми скоростями электрохимических реакций при тех же самых значениях ф. Такое сравнение показывает, что наблюдаемые токи электровосстановления обычно на много порядков больше, чем г е. Аналогичный результат получается, если сравнивать энергию активации стадии разряда с работой выхода электрона в раствор, Поэтому необходимо предположить, что гидратация электрона происходит уже на расстоянии порядка 1,4 А от поверхности электрода (работа переноса электрона из металла в эту точку меньше, чем Однако образование гидратированного электрона в слое адсорбированных на электроде молекул воды, имеющем малую диэлектрическую проницаемость, представляется мало вероятным, особенно, если учесть весьма низкую энергию гидратации электрона ( 36 ккал моль). [c.293]

При однослойных электродах значительная часть газа барботирует в раствор, и степень использования топлива в реакции токообразования составляет всего 15%. Чтобы исключить потери газа, электроды снабжены запорным слоем. В этом случае со стороны жидкости электрод имеет дополнительный тонкий слой спеченного никеля с мелкими порами, в которых капиллярное давление превышает избыточное давление газа. Во время работы эти поры остаются заполненными электролитом. Двухслойный электрод с запорным слоем обеспечивает выход тока, близкий к 100%. [c.53]

Напряжение практически определяет к. п. д. элемента, так как выход тока при работе близок к 100%. С увеличением интенсивности разряда уменьшается срок службы элемента. [c.56]

Итак, теория и эксперимент показывают, что работа выхода электрона из металла в раствор при заданном электродном потенциале Е не зависит от природы металла. Учитывая этот результат, становится физически понятным, почему и в неравновесных условиях при = onst влияние природы металла на скорость стадии разряда — ионизации может проявляться через энергию специфической адсорбции веществ О и R, через строение двойного электрического слоя, но не через работу выхода электрона. Для экспериментальной проверки этих выводов можно воспользоваться или уравнением для тока разряда, вытекающим из (45.21), [c.272]

Растворы отделены друг от друга пористой (керамической) перегородкой, препятствующей их смешению, но обеспечивающей прохождение электрического тока. Такой элемент был сконструирован русским электрохимиком Б. С. Якоби. На обоих электродах образуются двойные электрические слои. Величина и знак электрических зарядов в двойных слоях определяются работой удаления электрона из металла и энергией гидратации его ионов. Б раствор будут легче переходить те металлы, у которых меньше работа выхода электронов и больше энергия гидратации ионов, т. е. менее благородные металлы. Так как цинк менее благороден, чем медь, то он зарядится более отрицательно по сравнению с медью. Если электроды соединить проводником, то электроны будут перемещаться от цинка к меди. При этом ионы цинка уходят из двойного слоя в объем раствора, а электроны, перешедшие на медный электрод, разряжают ионы меди. [c.156]

В так называемых конденсаторных методах меняется расстояние между двумя соединенными друг с другом металлическими пластинками, помещенными в вакуум. Так как емкость конденсатора зависит от расстояния между его обкладками, то при перемещении пластинок должен меняться заряд, т. е. будет протекать ток. Величина контактной разницы потенциалов определяется по значению компенсирующей внешней э. д. с. Третья группа методов основана на том, что контактная разность потенциалов равна разности работ выхода электронов из двух металлов. [c.190]

При работе систем катодной защиты через землю течет постоянный ток, стекающий с анодных заземлителей и натекающий на объект с катодной защитой. Поэтому такие системы согласно D1N 57150 и VDE 0150 являются установками постоянного тока, представляющие собой источники блуждающих токов, которые могут вызвать коррозионные явления на других подземных металлических сооружениях например на трубопроводах и кабелях [12]. Защитный ток создает воронку напряжений в области анодных заземлителей. При этом потенциал грунта получается более высоким по отношению к потенциалу далекой земли. Над дефектами изоляции трубопровода защитный ток создает катодные воронки напряжений. Здесь потенциал грунта снижается по отношению к потенциалу далекой земли. На другие металлические подземные сооружения, находящиеся в области анодных заземлителей, тоже натекают токи, уходящие в отрицательные участки катодных воронок напряжения таким образом, эти сооружения приобретают в первом случае катодную поляризацию, а во втором — анодную (см. рис. 10.1). В местах стекания (выхода) тока происходит анодная коррозия. [c.237]

Работа выхода электронов из полупроводника ф определяется концентрациями носителей заряда [см. формулу (29)) и может быть изменена либо за счет освещения кристалла, либо инжек-цией через р — п п — р) переход. Отсюда следует, что концентрация адсорбированных в окисной пленке молекул кислорода зависит от электрических режимов (например, от плотности протекающего через р — п переход тока), в которых работает полупроводниковый прибор. Время установления равновесия между поверхностью кристалла и окружающей атмосферой составляет при комнатной температуре от двух часов до двух суток. Поэтому после резкого изменения электрического режима, например, после включения полупроводникового прибора, происходит сравнительно медленное (2—48 час.) изменение его параметров, связанное с процессами адсорбции или десорбции кислорода. Такое явление получило название тренировки и типично для некоторых кремниевых приборов. Из сказанного выше ясно, что изменение параметров прибора, происходящее при тренировке, носит временный характер и при возвращении к исходному режиму постепенно исчезает. [c.218]

Изучено влияние ориентации молекул поверхностного слоя на коэффициент трения. Мерой ориентации служило вентильное действие — способность поверхностного слоя выпрямлять проходящий переменный ток, обусловленная существованием Дф (понижающего работу выхода электронов в одном направлении и повышающего — в другом). Одновременные измерения .1 и доли выпрямленного тока проходящего через контакт с нанесенной смазкой при движении металлического ползунка по металлической основе, производили при разных скоростях движения V. Получен- [c.114]

Изучено влияние ориентации молекул в поверхностном слое на коэффициент трения. Мерой ориентации служило вентильное действие — способность пленки выпрямлять проходящий ток, обусловленная существованием Дф (понижающей работу выхода электронов в одном направлении и повышающей — в другом). Опыты показывают, что величина р, оказывается наименьшей при максимальной ориентации и снижается тем сильнее, чем совершеннее ориентация молекул поверхностного слоя. [c.107]

Пользуясь данными табл. 10.1, можно определить плотности эмиссионного тока при любой температуре. Работа выхода электрона зависит от состояния поверхности (нанесенные слои), а также от ориентации поверхности в монокристаллах (100 ПО 111 и т. д.). [c.265]

Это придает оксидам свойства примесных полупроводников и способность легче выделять электроны, так как работа выхода снижается до 1—1,3 эв. Существуют вольфрамово-бариевые спеченные подогревные катоды (пленочные), в которых также используются оксиды бария и стронция. С таких катодов можно получать ток при 1100—1300°К до нескольких ампер с квадратного сантиметра. [c.279]

А — выход по току и по энергии максимальная работа. Лг —работа выхода электрона. [c.5]

В зависимости от конструкции и срока эксплуатации электролизера и диафрагмы, а также условий работы выход по току составляет 95—99%. [c.25]

Из-за значительного смещения угольного стержня от центр и нарушения вследствие этого центровки электрода в элементе при работе источника тока возможно одностороннее срабатывание цинкового электрода м преждевременный выход источника тока из строя. Поэтому качество центровки влияет на срок службы элемента и контролируется при изготовлении агломерата. [c.140]

Таким образом, вольта-потенциа/ между двумя металлами равен отрицательной разности работ вы <ода электрона из первого и второго металлов, деленной на заряд электрона. Работа выхода электрона доступна иепосредствеиному экспериментальному определению, и поэтому при помощи уравнения (10.13) можно рассчитать величину вольта-потенциала. Работу выхода электрона находят, наиример, ио изменению термоэлектронного тока с температурой нз уравнения Ричардсона [c.216]

Известно [1], что допирование автоэмиссионных катодов приготовленных из углеродных материалов щелочными, щелочноземельными и редкоземельными металлами приводит к снижению работы выхода электронов и увеличивает эмиссионный ток. Эффективность данного способа может бьггь оценена с помощью измерения распределения работы выхода по поверхности автокатода до и после допирования. [c.50]

Когда элемент работает, т. е. проходит ток, электроны у контакта медь —цинк совершают переход между одинаковыми энергетическими уровнями таким образом, здесь энергия ни теряется, ни приобретается. На поверхности же металлов ионы переходят с высокого уровня на более низкий, поэтому энергия элемента берется от химической реакции у электродов, хотя разность в уровнях цол ожительного иона на границе металл — раствор обусловлена прежде всего разностью в работе выхода электрона для обоих металлов. [c.150]

Калий, рубидий и в особенности цезий применяют в фотоэлементах. Это приборы, в которых электрический ток возникает за счет энергии света. Если на поверхность металла падает свет, то с нее вылетают электроны при условии, что энергия кванта падающего света равна (или больше) работе выхода электрона. Конечно, работа выхода электрона с поверхности различна для разных металлов, а потому и неодинакова энергия квантов, вызывающих отрыв электрона. Наименьшей работой выхода электрона обладают щелочные металлы, например у цезия она составляет всего лишь 1,18 эв. Принципиальная схема сурьмяно-цезиевого фотоэлемента представлена на рис. 9. Посеребренное дно вакуумного резервуара А) покрыто тонким слоем сплава цезия с сурьмой состава СззЗЬ ( ), соединенным с внешней цепью. Над [c.42]

Когда разница в работах выхода электронов невелика, на границе раздела полупроводник — металл возникает потенциальный барьер сложной формы, состоящий из двух последовательно расположенных барьеров. Вольт-амперная характеристика такого контакта является сверхнелинейной и может не иметь токов насыщения. [c.184]

Если такой прибор с ракалеиной (от отдельного источника тока) спиралью включить в цепь переменного тока, то при минусе на спирали электроны переходят на второй электрод и во внешней цепи идет ток. Напротив, при плюсе на спирали внешняя цепь остается разомкнутой. Таким образом, направление тока все время сохраняется неизменным, т. е. переменный ток превращается в постоянный (точнее, пульсирующий-постоянный). Основное преимущество кенотронов перед другими видами выпрямителей заключается в возможности выпрямлять при их помощи токи весьма высокого напряжения. Работа выхода электрона составляет для вольфрама 4 эе, а для молибдена 4,3 94, [c.370]

Экспериментальное определение работы выхода электрона основано на измерении 1из1м нения термоэлектронного тока и с температурой и использовании при обработке опытных данных уравнения Ричардсона it=A P (- W MeikT). [c.208]

Ванна с непроточным электролитом. Одной из первых конструкций ванн с твердым катодом, получивших в свое время значительное промышленное применение, была хлорная ванна Грисгейм-электрон . В железном баке размером 3,8 X 3,1 м и высотой 0,87 лг установлено 12 анодных ячеек, представлявших собой железные каркасы (с железным днищем), изолированные изнутри слоем цемента. В боковые стенки каркасов вставлены цементные диафрагмы. Внутри ячеек, против диафрагм расположены плоские угольные аноды. В центре каждой ячейки установлен пористый керамиковый сосуд с твердой солью, благодаря чему анолит непрерывно донасыщается солью. Сверху анодная ячейка герметически закрыта цементной крышкой с отверстием для выхода хлора. Катодами служат внутренние стенки бака и листы железа, установленные вокруг анодных ячеек. В среднее пространство между двумя рядами анодных ячеек помещен греющий паровой барабан. Сверху среднее пространство перекрыто железной крышкой, под которой собирался выделяющийся на катодах водород. Ванны работали при токе 2200—3300 а и температуре 85° С. Работа была периодической. При пуске катодные и анодные пространства заполняли концентрированным рассолом, через 3 суток, при накоплении в католите 45—50 г/л NaOH и остаточном содержании Na l 260 г/л его выливали и направляли на выпарку. Анодный газ содержал 35—40% СЬ 4,0—4,5% СОг и примесь На. [c.389]

Подвесочный автомат никелирования, электролит которого содержит в среднем 200 г/л Ы1504-7Н20, работает при токе 2800 А. В автомате наносят никелевые покрытия толщиной 18 мкм при катодном выходе по току 96 %. Открытая (никелируемая) поверхность подвесок равняется 3% от поверхности детали. Бракованные детали составляют 2 % от общего количества деталей. Действительный годовой фонд работы автомата без подготовительно-заключительного времени и с учетом коэффициента его загрузки составляет 3750 ч. [c.218]

Особый класс полупроводниковых фотоэлементов с запирающим слоем, работающих на основе внутреннего фотоэффекта, не требует питания током от внешнего источлика, так как в них создается фото-электродвижущая сила при освещении. Фотоэлементы широко используются в автоматике, сигнализации, звуковом кино, изготовлении солнечных батарей и т.д. Цезий используется также для активации термоэлектронной эмиссии с вольфрамовых катодов электронных ламп. Если работа выхода с поверхности чистого вольфрама порядка 4,5 эв, то с поверхности вольфрама, активированного напыленной пленкой цезия, она снижается до 1,4 эв. Ток эмиссии при заданной температуре может возрасти на 10 порядков и больше. [c.274]

Работа выхода электронов из вольфрама высокая ( 4,5 эв), вследствие чего значительные токи эмиссии в катодах достигаются только выше 2200°С, когда он начинает уже заметно испаряться. В этом отношении преимущество имеет вольфрам с присадками ThOz работа выхода с него 3,35 эй. Вследствие этого мощность излучаемой энергии в тех же условиях значительно возрастает. [c.339]

Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока не сравняются эмиссионные токи (/i = /а) или пока возникша5ц в зазоре (который становится подобен плоскому конденсатору) разность потенциалов не скомпенсирует разность работ выхода (рис. 187, а ) [c.454]

Работа выхода электронов из вольфрама высокая (- 4,5 эВ), вследствие чего значительные токи эмпсснн в катодах достигаются только выше 2200° С, когда он начинает уже заметно испаряться. В этом отношении преимущество имеет вольфрам с присадками ТЬОг работа выхода с него 3,35 эВ. В результате этого мощность излучаемой энергни в тех же условиях значительно возрастает. Из всех тугоплавких металлов вольфрам занимает особое место в производстве электровакуумных приборов. Он используется ие только для изготовления нитей накала в осветительных лампах, но также в качестве источника электронов в мощных электронных лампах. Из него изготовляют антикатоды рентгеновых трубок, ннти накала для подогревных катодов большинства электронных ламп, а также катоды прямого накала некоторых ламп с активирующим слоем оксида бария. [c.422]

Иная картина в прикатодной области. Через нее от катода проходит поток электронов, а навстречу ему от границы со столбом — поток положительных ионов. Для выявления соотношения электродного и ионного токов в прикатодной области рассмотрим энергетические соотношения на катоде. Разогрев катода осуществляется в основном за счет энергии бомбардирующих его положительных частиц и экзотермических химических реакций на его поверхности однако последние не являются существенным источником тепла и в первом приближении ими можно пренебречь. Максимальная энергия, которую может отдать катоду положительный ион, равна приобретенной им в прикатодной области кинетической энергии е11к и его потенциальной энергии е /к- Эта энергия компенсирует работу выхода е /вых электрона, нейтрализующего ион на катоде. Поэтому максимальная энергия, которую может отдать в секунду на нагрев катода ионный ток г+, равна [c.29]