Многослойные катоды

Аккумуляторные батареи напрямую преобразуют химическую энергию в электрическую. Возможность иметь небольшие размеры и вес таких батарей позволяют использовать их во многих переносных и компактных устройствах, например, таких как мобильный телефон или переносной компьютер — ноутбук. Среди заряжаемых аккумуляторов, например свинцово-кислотных, никель-кадмиевых, никель-металлогидридных, наиболее эффективны литиевые батареи, обладающие высокой энергетической плотностью. Более высокая емкость в них достигается из-за использования более высокого напряжения на ячейку — 4 В, — характерного для неводных растворителей, в то время как в водных растворителях достигается всего I -ь 2 В на ячейку. Практически используются литиевые ячейки, содержащие многослойные катоды из лития и оксида кобальта и углеродные аноды [30]. [c.516]

Устройство и характеристики. Существуют прямоугольные, цилиндрические и плоские ВЦ элементы. Прямоугольные элементы и батареи емкостью от 300 до 3300 А-ч предназначены для средств сигнализации и связи, включая питание световых и звуковых навигационных приборов. В них используют монолитные цинковые аноды я достаточно массивные двух- или многослойные катоды коробчатой формы. Слой из углеродного материала (древесного угля, сажи и др.) контактирует со свободным электролитом и содержит в небольшом количестве катализатор и гидрофобизирующие добавки. Внешний слой контактирует с воздухом, проницаем для кислорода и непроницаем для электролита в его состав на основе углеродных материалов вводят эффективные гидрофобизаторы, например фторопласт. Таким образом, степень гидрофобности по толщине электрода повышается, оставаясь наименьшей со стороны электролита. Для придания механической прочности [c.121]

Кроме многослойных катодов, Герман [228] исследовал тоды, в которых поверх слоя ВаО/5Ю толщиной в 70 най [c.385]

Устройство ТЭ. Как следует из рис. 1.1, " Э состоит из анода, катода, ионного проводника, анодных и катодных камер, которые обычно являются частью соответствующих электродов. К настоящему времени предложено большое число конструктивных разновидностей ТЭ. Конструкция ТЭ зависит от назначения ТЭ, типа реагента и ионного проводника. Элементы со свободно циркулирующим электролитом и газовыми электродами обычно не имеют дополнительных устройств для Отвода тепла. В таких элементах используются двух- или многослойные электроды. ТЭ имеют вводы и выводы для раствора электролита, вводы для реагентов и выводы для продуктов реакции. В ТЭ с матричными электролитами могут использоваться однослойные электроды. [c.55]

В традиционных химических источниках тока (аккумуляторах), имеющих твердофазные активные материалы на пути электронных переходов, энергетические барьеры возникают на границе твердая фаза — раствор. Физический смысл затруднения кинетической интерпретации состоит в том, что электрические свойства обеих твердофазных границ в процессе генерирования энергии непрерывно изменяются по законам, не учитываемым современной теорией, а именно изменяется не только структура, но и химический состав твердой фазы, так как катод непрерывно (пропорционально количеству прошедшего электричества) обогащается металлом, а анод — окислителем (например, кислородом) рождается новая твердая фаза, электрическое поведение которой с точки зрения современной теории твердого тела не поддается прогнозу переток электрических зарядов (ионов) через систему, представляющую собой, как пра-дало, многослойную среду, происходит в сложных нестационарных условиях переноса энергии и вещества, сопровождается разрывами сплошности потенциала и соответствующими скачками коэффициентов переноса (при нелинейных граничных условиях). [c.10]

Другой способ бесконтактного контроля изделий из ПКМ, сотовых панелей и других многослойных конструкций из металлов и пластиков представляет собой вариант метода собственных колебаний. Он использует комбинацию бесконтактного акустического излучателя ударной волны с лазерным приемом упругих колебаний [385 425, с. 108/055]. Излучатель (рис. 4.11) выполнен в виде рупора 4, в узкой горловине которого между катодом 2 и анодом 3 происходит искровой разряд [c.498]

Разделение катодной и анодной камер в титрованиях по методу нейтрализации иногда осуществляют с помощью многослойных стеклянных диафрагм [552] или пластинок из ионообменных смол [553, 554]. Для разделения продуктов электролиза, можно, конечно, поместить анод и катод в отдельные камеры, соединенные между собой солевым мостиком. В случае титрования кислот, особенно при определении микроколичеств, применение такого мостика не всегда удобно. Оказалось, что в разделении анода и катода при кулонометрическом титровании кислот нет необходимости, если генераторный анод изготовлен из материала, способного растворяться при анодной поляризации, а в титруемый раствор введен компонент, образующий устойчивый комплекс с ионом, получаемым в ходе растворения анода. Например, при титровании микроколичеств кислот хорошие результаты получаются с применением серебряного анода, помещаемого в тот ке раствор, в который погружают и катод. Протекающая при этом реакция исключает возможность получения на аноде водородных ионов [c.65]

Левин считает, что п. а. в. образуют в непосредственной близости к катоду ориентированный диффузный слой, который подобно своеобразному фильтру или диафрагме затрудняет подход катионов металла к растущим центрам. Сглаживающее действие п. а. в. Левин объясняет тем, что сложный слой добавки имеет неодинаковую толщину или плотность на различных участках. Участком катода, имеющим относительно большую плотность заряда, противостоит соответственно более толстая многослойная пленка из заряженных коллоидов, дипольных молекул или ионов добавки следовательно, создается большее препятствие подхода ионов металла к таким участкам. Рост осадка на таких точках задерживается до тех пор, пока плотности заряда не выравняются. [c.158]

Ванны для электролитического рафинирования никеля (см. рис. 115) строят обычно из железобетона толщиной около 150 мм и футеруют их кислотоупорными материалами. Свинец непригоден, так как он мало стоек в растворах, содержащих ионы хлора, и малейшая его примесь в электролите привела бы к получению загрязненных осадков никеля на катоде. Наилучшей является многослойная футеровка (рис. 116) два слоя рубероида на битуме накладываются на бетон, оштукатуренный цементом после отливки рубероид шпаклюется битуминолем и затирается диабазовым порошком и речным песком, затем на портланд-цементе укладывается метлахская плитка но плитке ванна футеруется кислотоупорным кирпичом, толщиной в /4 кирпича. Общая толщина футеровки — около 100 мм. [c.237]

При пропускании тока ионы металла в растворе двигаются к катоду — покрываемому изделию, там разряжаются и осаждаются. С анода в раствор переходят новые положительно заряженные ионы металла. Рассчитав по закону Фарадея время пропускания тока при данной его плотности, получают покрытие нужной толщины. Иногда, чтобы не расходовать дорогие металлы, производят многослойное покрытие. Например, внешние детали автомобиля сначала покрывают тонким слоем меди, на медь наносят тончайший слой никеля, а на него—слой хрома. Получается прочное, красивое и очень стойкое покрытие. [c.222]

Различие в электрохимической активности никеля, осажденного из различных электролитов (матовые и блестящие покрытия), позволило разработать принципиально новую схему получения покрытий с высокой коррозионной стойкостью — многослойное никелирование. Первый слой — слой полублестящего никеля осаждается из электролита с выравнивающими свойствами, в состав которого входят лишь бессернистые добавки. Второй слой блестящего никеля с зеркальным блеском осаждается из электролита с сильными серосодержащими блескообразователями. Лучшие осадки получаются при толщине второго слоя, равной 25—35 % всей толщины двухслойного покрытия. Слой полублестящего никеля служит катодом, а слой блестящего никеля — анодом (по отношению к хрому он также является анодом), поэтому коррозионный процесс, достигнув полублестящего слоя, распространяется по границе двух слоев никеля. Коррозионная стойкость двухслойных никелевых покрытий примерно в 2 раза выше однослойных. [c.217]

Никель по отношению к железу является катодом, поэтому покрытые никелем стальные изделия защищаются от коррозии только при отсутствии пористости и непокрытых мест. При наличии оголенных участков и значительной пористости стальные изделия во влажном воздухе будут ржаветь не только по поверхности, но и под слоем никеля. Наиболее надежным способом получения беспористого покрытия никелем является нанесение многослойных покрытий. Сочетание никелирования с меднением и хромированием (тонким слоем — 1 мк) позволяет получать комбинированные покрытия, обладающие высокими защитно-декоративными свойствами. [c.116]

Введение серной кислоты и сульфата аммония приводит к сдвигу потенциала разряда металла в сторону положительных значений и повышению выхода его по току [86, с. 81]. Возможно, что анионы указанных компонентов электролита оказывают активирующее действие на поверхность катода. Из данных электролитов можно осаждать рений не только на сталь, медь и ее сплавы, но и на вольфрам, молибден, титан при соответствующей подготовке этих тугоплавких металлов. Толщина плотных, компактных покрытий не превышает нескольких микрометров. Для получения покрытий большей толщины предложено многослойное осаждение металла с термообработкой каждого слоя толщиною 1—2 мкм в среде водорода или инертного газа при 800—1000 °С в течение 30—60 мин, что приводит к образованию диффузионного сплава рения с металлом основы. [c.165]

Разделение катодной и анодной камер в титрованиях по методу нейтрализации иногда осуществляют с помощью многослойных стеклянных диафрагм [769] или пластинок из ионообменных смол [770—771, 808]. Для разделения продуктов электролиза можно, конечно, поместить анод и катод в отдельные камеры, соединенные между собой солевым мостиком. В случае титрования кислот, особенно при определении микроколичеств, применение такого мостика не всегда удобно. Оказалось, что в разделении анода и катода при кулонометрическом титровании кислот нет необходимости, если генераторный анод изготовлен из материала, способного растворяться при анодной поляризации, а в титруемый раствор введен [c.97]

Плотность тока и соответственно мощность элемента определяются прежде всего активностью катодов. Методы улучшения работы кислородных и воздушных электродов были рассмотрены ранее. Как указывалось, активность катодов повышают путем введения катализаторов, улучшения структуры и уменьшения толщины электродов. Например, предложены многослойные электроды, у которых к электролиту обращены гидрофильные слои с мелкими порами, содержащие катализатор, а к воздуху — гидрофобные слои, не содержащие жидкой фазы. [c.113]

В этой лампе катод в отличие от рассмотренных ранее плоских подложек имеет цилиндрическую форму Подложкой для УНТ служила проволока диаметром 1 мм и длиной 7 см из сплава Fe—А1—Сг. На нее наносились многослойные УНТ изогнутой формы диаметром 20 нм. Цилиндрический [c.393]

Эмиссия многослойных оксидных катодов (стр. 383). [c.489]

Можно рекомендовать следующие способы изоляции. Для катодов, изготовляемых из черных металлов, — напыление капроном или поливинилбутиралем. Если катод представляет собой тело вращения, очень удобно напрессовывать на него различные втулки из изоляционных материалов, не способных к набуханию, с последующей их обработкой. К таким материалам относятся эбонит, винипласт, оргстекло и т. п. Целесообразно применять многослойное покрытие эмульсией фторопласт-3 или стиракрилом. Для трубчатых катодов из нержавеющей стали может быть рекомендовано покрытие керамической эмалью горячего обжига. К недостаткам этого покрытия следует отнести необходимость высокотемпературного обжига (600—900° С) и хрупкость покрытия. [c.141]

Из приведённых значений видно, что эмиссионный ток с чистой окиси бария повышается поверхностным- слоем окиси стронция более чем на од1Н порядок. Это поясняет значение поверхностного слоя для выя-чины эмиссионного тока. В то время как на поверхности кат< из чистой окиси, бария находятся атомные слои окиси баркя, активированные распределённым в них барием, поверхностные слои многослойного- катода е SrO на ВаО состоят из окиси стронция, активированной, как и в случае смеси BaO/SrO, барием. Различие в измеренных значениях эмиссии можно объяснить лишь различной внешней работой выхода разных поверхностных слоев. Внутренняя же работа выхода у обоих катодов должна быть одинаковой, так как внутренностью поверхно< ного слоя окиси стронция многослойного катода можно npeife-бречь из-за сравнительно малой толщины этого слоя. [c.383]

Внешняя работа вьЛода многослойного катода должна быгь обозначена через в то время как внутреннюю работу в а- [c.383]

Эта змкйсимость отличается от уравнения (124) для катода с частой окисью бария лишь внешней работой выхода. Следовательно, если из измеренных значений тока насыщения многослойного катода и катода с чистой окисью бария определить соответс ующие полные работы выхода, то по разности их можно определить разность внешних работ выхода. Вычисление даёт при этом значение порядка 0,15 эл. в. Сравнение многослойных катодов с обычным оксидным катодом показывает, гцжваи образом, что внешняя работа выхода слоя окиси [c.384]

Эмиссионные свойства углеродных нанотруб измерялись в вакуумной камере при давлении порядка 10 Па. Образцы демонстрируют ток эмиссии до 0.1 мА/мм . Заметный ток эмиссии возникает при приложенных полях от 1 кВ/мм. Эмиссионные свойства сильно зависят от состава вещества, метода получения и т.д. Таким образом, есть перспективы использования углеродных наноматериалов в качестве холодных катодов в рентгеновской спектроскопии. Была показана принципиальная возможность возбуждения ультрамягкой рентгеновской эмиссии с помощью полевого катода из материала, содержащего углеродные многослойные и однослойные нанотрубы. [c.84]

Для сокращения межванной ошиновки и снижения расхода электроэнергии применяют биполярное включение электродов (рис. 1.4, а и б), при котором аноды и катоды биполярного элемента крепятся к единой токоведущей перегородке (часто изготавливают из различных материалов материала катода с катодной стороны и анода — с анодной) либо биполярным элементом служит однослойный или многослойный металлический лист. [c.12]

Под руководством К.Кордеша в фирме "Юнион Карбайд были созданы эффективные многослойные электроды [29] (рис. 2.4). Основу электрода составлял обращенный к раствору электролита гидрофильный (запорный) слой никеля, армиро-ваннный Н1-сеткой. Затем следовал слой, состоящий из угля и тефлона, сротношение которых, а соответственно и гидрофобные свойства, изменялись по толщине этого слоя. Со стороны газа электрод имел гидрофобный слой активированного угля с добавлением Р1 (10 г/м ) на водородном электроде и шпинелей (например, СоО х АЦО ) на катоде. Толщина электродов 0,5-0,7 мм, площадь 0,0225-0,105 м (в том числе площадь рабочей поверхности 0,018-0,084 м ). Характеристики элемента приведены на рис. 2.3 (кривая 4) и в табл. 2.5 (поз. 3). При температуре 65°С, напряжении 0,8-0,85 В элемент обеспечивал плотность тока 1000 А/м при использовании воздуха. Отвод тепла и воды из элемента осуществлялся за счет циркуляции водорода, кислорода и раствора электролита. Ресурс работы элемента свыше 8000 ч при работе на кислороде и свыше 5000 ч при работе на воздухе. [c.73]

Изготовление слоев оксидов редкоземельных элементов, тория, урана, протактиния, нептуния и транснептуниевых элементов электроосаждением из неводных сред имеет неоспоримые преимуш,ест-ва по сравнению с водными растворами. Образуюш,иеся на катоде при электролизе в водной среде гидроксиды лантаноидов и актиноидов аморфны. При дальнейшей термической обработке они образуют оксидные слои с большим количеством структурных дефектов. При электролизе из органических растворов на катоде образуются кристаллические структуры, которые при прокаливании легко переходят, теряя органическую составляюш,ую, в кристаллические структуры оксидов РЗЭ и актиноидов. Кроме того, метод электроосаждення из неводных растворов характеризует большая скорость проведения процесса, полнота выделения металла, прочность сцепления о подложкой слоев толщиной 1—5 мг/см , равномерность распределения покрытия на больших площадях. Наилуч-шие результаты получены из спиртовых растворов нитратов и ацетатов РЗЭ и актиноидов. Растворимость солей данных металлов в органических растворителях низка, поэтому в основном применяют насыщенные растворы. Из-за низкой проводимости растворов и окисной пленки на электроде используются высокие напряжения (порядка сотен вольт), плотности тока низкие. Большое значение при подборе оптимальных условий осаждения имеют площадь электродов, расстояние между ними, объем электролита, предварительная обработка электродов. Катодный процесс сопровождается газовыделением, вызывающим образование неравномерной пленки. Для уменьшения газовыделения добавляют специальные добавки, в частности этиловый спирт [221]. Катодный продукт наряду с металлом и кислородом содержит обычно азот, водород и углерод. Результаты количественного анализа показывают загрязнение катодного осадка растворителем или продуктами его разложения, но не образование соединений определенной стехиометрии [1077]. При термической обработке катодного осадка происходит уменьшение объема и перестройка кристаллической решетки, в результате чего слои растрескиваются и осыпаются, и лишь в случае тонких слоев оказывается достаточно поверхностных молекулярных сил сцепления для сохранения прочной связи с подложкой. Для получения покрытий толщиной порядка 1—5 мг/см необходимо многослойное нанесение продукта [1060]. [c.156]

Применяемые в настоящее время мембраны требуют усовершенствования для снижения диффузии ионов 0Н в анодное пространство. Исследование селективности мембран показало, что перенос ОН-ионов зависит от состояния границы мембраны с католитом. Состояние границы мембрана — анолит влияет на набухаемость, перенос воды, подвижность катионов. Двухслойная мембрана проявляет селективность, практически совпадающую с селективностью слоя, обращенного к катоду [124]. Это свойство мембран обусловило многочисленные исследования составных многослойных мембран, которые должны свести к минимуму перенос ОН -нонов в анолит и обеспечить высокий выход по току. Предложены двухслойные мембраны, в которых слой, обращенный к катоду, имеет в матрице ионогенные карбоксильные группы обращенный к анодусульфогруппы (яп. пат. 65988, пат. США 4337137). Новейшая мембрана такого типа— пафион-901 может работать при температуре 110°С, плотности тока 10 кА/м , потребление энергии на 1 т NaOH составляет 2400 кВт-ч [130]. [c.82]

Толщина металлического покрытия, многослойные покрытия. Защитное действие анодных и катодных покрытий до определенных пределов растет с увеличением их толщины. В случае анодных покрытий — вследствие того, что толстые покрытия могут отдать больше металла и поэтому более продолжительное время защищать являющийся катодом основной металл. В случае катодных - потому что, с одной стороны, в толстом покрытии более редки сквозные повреждения, а с другой — выше вероятность того, что продукты коррозии закупорят поврежденное место. Однако покрытия толще нескольких сотых долей миллиметра не изготавливаются. Это объясняется главным образом тем, что при такой толщийе начинают сильно сказываться различия в физических свойствах (коэффициенте теплового расширения, плотности, упругости и т. д.) основы и по- [c.287]

В многослойных защитно-декоративных покрытиях кузовов автомобилей защитные свойства первичного электрофорезного грунтовочного слоя определяют скорость развития подпленочной коррозии и, в итоге, защитные свойства комплексного лакокрасочного покрытия. В связи с этим на автомобильных заводах проводится постоянное совершенствование материалов и технологии нанесения первичного грунтовочного слоя. Так, на ВАЗ до 1978 г. для первичного грунтования кузовов применялась анафорезная грунтовка ФЛ-093 с солестойкостью 150 ч, с 1978 г. по 1981 г. осуществлен постепенный переход всех моделей автомобилей ВАЗ на грунтование анафорезной грунтовкой В-КЧ-0207 с солестойкостью 275 ч. При освоении производства автомобиля ВАЗ-2108 в 1985 г. был внедрен принципиально новый метод первичного грунтования кузовов — электроосаждение на катоде — катафорез. Катафорезная грунтовка значительно превосходит по защитным свойствам грунтовку В-КЧ-0207. Стойкость катафорезной грунтовки в 5 %-м тумане хлорида натрия составляет 500—700 ч. [c.264]

До сих пор рассматривались неорганические ингибиторы в водных растворах. Разделение этих материалов на анодные и катодные ингибиторы упрощается тем, что они вступают в некоторые реакции у анода или катода и подавляют соответствующие электродные реакции. Совершенно отличная картина наблюдается в ряде органических высокомолекулярных ингибиторов, в особенности в системах, содержащих углеводороды. В дальнейшем будет развита теория ингибирующего действия таких материалов, основывающаяся на эффекте образования многослойных пленок. При этом постулируется наличие химической связи между полярной группой органического ингибитора и металлической поверхностью, возникающей на анодных или катодных участках. Другая часть каждой молекулы органического ингибитора лежит на металлической поверхности, что приводит к созданию защитной пленки. Поверх такой пленки располагается слой нефти, которая присоединяется к олефильным концам органических молекул. Таким образом, проникновение агрессивных компонентов водной фазы к металлической поверхности предотвращается двумя слоями, т. е. слоем ингибитора и слоем нефти. При таком механизме понятия анодная или катодная поляризация не имеют определенного значения. Основным фактором подавления коррозии является защитная пленка. [c.25]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология