Распределение тока и металла на катодной поверхности

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКА И МЕТАЛЛА НА КАТОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ [c.59]

Для представления о количественном распределении металла на катодной поверхности введено понятие о рассеивающей способности. Рассеивающей способностью называют свойство электролита и данной электролизной системы в целом во время прохождения тока обеспечивать равномерное распределение металла на катоде. [c.18]

Способность электролита и некоторых параметров оказывать при электролизе выравнивающее действие в распределении тока а следовательно, и металла на рельефной катодной поверхности называется рассеивающей способностью. [c.156]

В углах конструкции создаются участки с минимальными плотностями тока. Однако морская вода под действием катодного поляризующего тока образует на металле с течением времени плотные гидрокарбонатные пленки. Они также способствуют повышению равномерности распределения потенциалов. Около анодов потенциал быстро приобретает отрицательные значения и на нем образуются пленки, все это создает условия для перераспределения токов. Поэтому с течением времени распределение тока по поверхности внутренних частей холодильника становится более равномерным. Сложная конфигурация охлаждаемых змеевиков затрудняет применение математических методов расчета распределения токов и потенциалов. [c.82]

На рассеивающую способность упомянутые выше факторы влияют в обратном направлении. Наибольшее влияние на равномерность распределения металла по катодной поверхности оказывает концентрация цинка в электролите, при повышении которой рассеивающая способность ухудшается [60]. Добавки солей олова, свинца и ртути практически не оказывают влияния на допустимый предел плотности тока и распределение металла. [c.155]

Катодный процесс протекает при значительной поляризации, что обеспечивает получение осадков серебра мелкозернистой структуры с относительно равномерным распределением металла по катодной поверхности. Предполагается, что в железистосинеродистом электролите на катоде разряжаются анионы Ад(СН)г. В результате разряда этих ионов при высоких катодных плотностях тока у катода накапливаются и адсорбируются поверхностью серебра анионы СМ-. Адсорбция анионов СМ- может привести к торможению разряда анионов Ад(СМ)2 вследствие возникновения отрицательного Ч потенциала или затруднения вхождения Ад (СМ) 2 в двойной электрический слой [25]. [c.334]

Холодный ход ванн характеризуется пониженной температурой расплава. Внешние признаки более темная окраска катодного металла, появление на поверхности металла корок электролита толще обычных, неравномерное распределение тока по катодам. Причинами холодного хода могут быть занижение уровня электролита, повышение уровней анодного сплава и катодного металла, а также недостаточная сила тока. Для устранения холодного хода доливают электролит или выливают катодный металл. [c.365]

Однако вследствие катодной поляризации соотношение фактической плотности тока и распределения металла по поверхности катодов заметно отличается от соотношений, выраженных уравнением (129). В реальных условиях электролиза отношение массы выделившегося металла на катодах К и /Сг будет меньше, чем отношение теоретического распределения тока (или [c.204]

Качество и свойства формируемых покрытий в значительной мере связаны с составом применяемого электролита. Прежде всего это относится к соотношению концентраций двух основных компонентов — цианида серебра и свободного цианида щелочного металла. Увеличение концентрации свободного цианида способствует росту катодной поляризации, что приводит к формированию мелкокристаллических покрытий, повышению равномерности распределения тока по поверхности катода, лучшему растворению серебряных анодов. Оптимальное соотношение концентрации серебра и свободного цианида 1 (1 —1,5). При работе с электролитами, содержащими добавки поверхностно-активных веществ, принимают повышенное содержание свободного цианида. В электролитах предварительного серебрения, когда необходимо предотвратить контактное выделение серебра на медном катоде, содержание свободного цианида должно быть в 10—15 раз больше, чем металла. [c.94]

Особенностью контактной коррозии в атмосферных условиях является большая глубина коррозионного поражения непосредственно в месте контакта при относительно небольших общих материальных потерях. Это связано со спецификой распределения плотности тока по поверхности гальванического элемента контактирующих металлов (рис. 20). При атмосферной коррозии, когда речь идет о весьма тонких слоях электролита, на поверхности подвергнутой коррозии электросопротивление последних резко увеличивается с удалением от места контакта, что приводит к соответствующему падению плотности тока до нулевой. При этом плотность тока в месте контакта на стороне анода в несколько раз выше, чем на катоде. Обычно контакты в данном случае оказывают влияние на расстоянии от линии контакта, составляющем несколько миллиметров. На большем удалении коррозия обеих частей гальванической пары протекает независимо от наличия контакта. Подобный характер контактной коррозии приводит к тому, что на локальные материальные потери не оказывают влияния площади катодных и анодных участков при прочих равных условиях они определяются протяженностью линии контакта. [c.29]

К сожалению, местные очаги коррозии точно воспроизвести в опытах гораздо труднее, чем общую скорость коррозии. Подразумевают, что две пластинки одного и того же металла, подготовленные тщательным образом, одинаково и частично погруженные в электролит на одинаковый срок, будут давать один и тот же суммарный коррозионный эффект. Однако распределение коррозии будет, вероятно, сильно меняться от одного образца к другому так же, как и соотношение между поверхностями, которые не подверглись разрушению. Потеря толщины в той части, где коррозия наиболее интенсивна, не будет одинакова на двух образцах. Может показаться странным, что скорость общей коррозии приблизительно одна и та же, в то время как интенсивность коррозии в отдельных точках меняется от образца к образцу. Возможность хорошего воспроизведения скорости коррозии основывается, вероятно, на том факте, что сила коррозионных токов сильно зависит от скорости доставки кислорода к местам, благоприятным для протекания катодной реакции. Так как эти участки многочисленны и расположены близко друг к другу, по крайней мере на железе и цинке, то по принципу Бернулли (закон среднего) скорость разрушения металла будет приблизительно одинакова для параллельных образцов. Для алюминия, где катодные участки менее многочисленны и отделены друг от друга, средняя скорость коррозии воспроизводится хуже. С другой стороны, развитие местной коррозии зависит от положения точек, в которых начинается коррозия, а они располагаются раздельно даже на железе и цинке, что видно непосредственно невооруженным глазом. Таким образом, появление местной коррозии на данном образце не может быть предсказано [c.102]

Большой раздел посвяшен факторам, влияющим на равномерность распределения тока и металла на катодной поверхности, кроющей способности, макро- и микрорассеивающей способности, сов-ременньш методам их измерения. Особого внимания заслуживает материал, посвященный выравниванию поверхности в процессе электроосаждения. [c.6]

Распределение тока и металлов на поверхности катода 124—129 Рассеивающая способность электролитов 125 Растрескивание внутрикристал-литное 33 Реакции коррозионные анодная 13 катодная 13—15 особенности 20 Регуляторы роста кристаллов 120 [c.207]

С увеличением плотности тока катодный потенциал меди в 1ща-нистых ваннах в противоположность кислым ваннам быстро растет, и это обстоятельство определяет условия кристаллизации и распределения металла на катодной поверхности с этой точки зрения условия в циагнистых ваннах исключительно благоприятны . Но именно потому, что катодная поляризация быстро растет с плотностью тока, последнюю нельзя сильно увеличивать, в противном случае выход тока по металлу может быть доведен до нуля. [c.220]

В нирофосфатных электролитах цинк находится в виде комплексных анионов 2пРг07 и 2п(Р207)г, константы нестойкости которых [16] колеблются от 3,4-до 8-10- . Стационарные потенциалы и потенциалы выделения цинка на катоде имеют более отрицательные значения (см. рис. IV- , кривая 4), чем в кислых электролитах. Повышенная катодная поляризуемость и снижение выхода цинка по току при увеличении плотности тока в этих электролитах обусловливают более равномерное распределение металла по катодной поверхности. Качество осадков в большой степени зависит также от pH, концентрации свободного пирофосфата калия или натрия и температуры. [c.138]

Как видно из рис. У-З, распределение металла по катодной поверхности в станнатном электролите значительно равномернее, чем в кислом, и мало зависит от плотности тока [6]. Щелочные растворы солей двухвалентного олова (станнитные растворы) пока не применяются для оловянирования, так как олово выделяется из них в виде крупных кристаллов, осыпающихся с катода при продолжительном электролизе — восстановление ионов 5п(ОН)4 сопровождается незначительной поляризацией. Кроме того, щелочные соли двухвалентного олова мало растворимы в воде, и на поверхности оловянных анодов довольно быстро образуется со- [c.208]

В пирофосфатных электролитах стационарные потенциалы и потенциалы выделения 2п на катоде имеют более отрицательные значения (см. рис. 1, кривая 4), чем в кислых электролитах. Повышенная катодная поляризуемость и снижение выхода 2п по току при увеличении плотности тока в этих электролитах обусловливают более равномерное распределение металла по катодной поверхности. Качество осадков в большой степени зависит также от pH, концентрации свободного К4РаО,-ЗН20 или ЫааРгО,-ЮНаО и температуры. [c.163]

Вредное влияние на катодный процесс в цинкатном электролите оказывают нитраты, бихроматы, Н2О2, в присутствии которых снижается выход металла по току и ухудшается равномерность распределения металла по катодной поверхности. [c.170]

Рядом ученых установлено, что повышение катодной поляризации в присутствии некоторых органических добавок связано с образованием адсорбционных комплексов в растворе типа коллоид—ион или с адсорбцией молекул добавки на поверхности катода. В первом случае повышение катодной поляризации объясняется недостаточной скоростью образования ионов металла из коллоидного комплекса в прикатодном слое, во втором — резким сокращением истинной или рабочей поверхности катода и, следовательно, увеличением истинной плотности тока. Отсюда ясно, что добавки органических веществ, как правило, не только не ускоряют процесс электрсосаждеиия металла, ио в некоторых случаях замедляют его, снижая допустимый верхний предел плотности тока. Некоторое сокращение продолжительности электролиза в присутствии органических добавок при одинаковой плотности тока возможно за счет улучшения распределения тока и равномерности покрытия. [c.12]

Неравномерное распределение тока по поверхности корроди-руюш,его металла, а также непостоянство условий в течение коррозионного процесса (например, изменение соотношения площадей Sa и SJ и трудности учбта этих изменений делают аналитические расчеты / и / ах по приведенным выше уравнениям приближенными. Эти расчеты можно использовать для сопоставления с действительно наблюдаемыми скоростями коррозии в целях подтверждения правильности предполагаемого механизма протекания процесса. Кроме того, анализ этих уравнений позволяет сделать важные выводы о влиянии различных факторов на скорость коррозии коррозирнный ток растет с увеличением Ео р процесса и падает с ростом R и поляризуемостей анодного и катодного процессов Яа и Р . [c.270]

Дано математическое описание коррозионных пелений, вызываемых электрохимическими проивссвми на поверхности металлов, эксплуатируемых в агрессивных средах. Приведен подробный справочный материал, позволяющий найти распределение потенциала и тока при контактной, язвенной и щелевой коррозии металлов, а также определить основные параметры систем протекторной и катодной защиты металлов. [c.2]

При электроосаждении весьма важным фактором является изменение толщины покрытий. Каждый употребляемый электролит обладает рассеивающей способностью, являющейся мерой способности раствора осаждать равномерное покрытие. Эта способность обычно меняется в зависимости от плотности катодного тока и уменьшается с повышением температуры и при перемешивании раствора. Если рассеивающая способность очень мала, то поверхности внутри углублений объекта могут остаться вообще без покрытия. Рассеивающая способность характеризуется теми электрохимическими факторами, которые определяют распределение эквипотенциальных линий. Этот термин используется только применительно к электрохимическому процессу и распространяется на все электроосаждаемые металлы. [c.154]

Металлы обладают электронной, а электролиты — ионной проводимостью. Поэтому анодные и катодные процессы протекают раздельно на разных участках поверхности металла, образуя микроаноды и микрокатоды. Они составляют микропары, которые являются как бы электродами микро-гальванического (коррозионного) элемента (рис. 1.10.). В элементе возникает электрический ток, сила которого при замыкании коррозионного элемента может быть измерена. Возникновение микропар, микрокоррозионных элементов на поверхности металла может быть следствием не только его термодинамической неустойчивости, вызывающей его ионизацию — окисление, но и различных неоднородностей как в самом металле, так и на его поверхности, пленок на металле. Микропары могут возникать и вследствие неравномерности концентрации ионов электролита в приэлектродном слое, неравномерности доступа и распределения кислорода или другого окислителя в растворе и т. п. [c.34]

Особо велики поля механических напряжений в поверхностных слоях металла, деформированных при его механической обработке, что вызывает резкое увеличение абсорбции водорода этими слоями. Как указано выше, наличие коллекторов водорода в этих слоях стали уменьшает диффузию водорода в глубь металла. В результате возникает сугубо неравномерное распределение водорода по глубине стали, характеризующееся максимумом водо-родсодержания, приходящимся на относительно тонкий ее поверхностный слой. Его толщина зависит от структуры, состава, пластичности, прочности стали и скорости поступления водорода с границы раздела металл—раствор электролита . При кислотной коррозии стали и отсутствии в коррозионной среде (или стали) стимуляторов на-водороживания максимум водородсодержания выражен слабо. Наоборот, в условиях электроосаждения ( d, Zn, Си, Ni, r), катодной защиты от коррозии большими плотностями тока и катодном травлении стали в кислотах на поверхности металла появляется большее число Н, возникает сильный поток диффузии водорода в глубь металла, что приводит к быстрому заполнению коллекторов водорода в поверхностном слое. [c.451]

Для вывода математической зависимости между степенью защиты и плотностью защитного тока (или смещением потенциала в отрицательную сторону) необходимо воспользоваться уравнениями кинетики электродных процессов. Основными электрохимическими реакциями на корродирующем и подвергающемся катодной защите металле являются ионизация металла (анодный процесс), электровосстановление кислорода, разряд ионов водорода и металла (катодные процессы), уравнения скоростей которых приведены в табл.- 7. Их использование оказывается затруднительным, если базироваться на теории многоэлектродных систем, поскольку в практических условиях коррозии и защиты распределение поверхности на катодные и анодные участки, а также распределение внещнего ток по гетерогенной поверхности остается неопределенным. Вместе с тем вывод искомого соотношения оказывается возможным на базе гомогенно-электрохимических представлений о поведении металлов в условиях стационарной коррозии и поляризации внешним током. [c.21]

Фактически в результате катодной защиты среда изменяется настолько, что и после отключения тока поляризации скорость коррозии остается меньше, чем до поляризации. В этом причина последействия катодной поляризации. Особенно ярко последнее отмеченное явление проявляется при защите морских гидротехнических сооружений, когда в результате местного подщелачивания на защищаемой поверхности образуются солевые отложения. Образование солевых осадков позволяет снизить защитный ток или периодически выключать катодную защиту, вследствие чего экономится электроэнергия. Исследование явлений подщелачивания и процессов осаждения гидроокисно-карбонатных слоев на поверхности металла при катодной поляризации имеет несомненный практический и теоретический интерес. Детальное изучение распределения pH в приэлектродном слое затруднено из-за отсутствия достоверного метода, однако на ооновании косвенных способов удалось изучить основные факторы, определяющие процесс подщелачивания. [c.45]

Очень велико в л и я н и е кислорода на распределение коррозии, особенно в нейтральных растворах. Эванс обнаружил, что причиной часто наблюдаемого распределения по поверхности металла анодных и катодных участков служит неравномерность доступа воздуха к разным частям поверхности металла. Эванс назвал это явление неравномерной или дифференциальной аэрацией. На весьма простом опыте (рис. 36) он показал, что если к одной из железных пластин, опущенных в электролит, подвести больше кислорода, чем к другой, то возникает электрический ток, причем электрод, соприкасающийся с лучше аэриуемым раствором, является катодом. Такое распределение анодных и катодных участков объясняется большей пассивацией лучше аэрируемых участков и вследствие этого сдвигом их потенциалов в положительном направлении. [c.56]

Оценивая результаты приведенного анализа, следует учесть дополнительно два существенных обстоятельства, говорящих в пользу автоэлектронной теории дуги. Во-первых, требуемые теорией значения градиента поля для автоэлектронной эмиссии по каким-то причинам оказываются завышенными по сравнению с найденными экспериментально. Так, по данным Бимса [Л. 24] автоэлектронная эмиссия с чистой ртутной поверхности возникает при напряженности около 1,8 -10 в см. В условиях грязной поверхности эта цифра снижается до 3,5 10 в/см, Дайк и Тро-лан [Л. 155] наблюдали в условиях предельной чистоты поверхности металлов автоэлектронную эмиссию при напряженности около 2- 10 в/см. Во-вторых, нельзя забывать о том, что вследствие несовершенства техники определения плотности тока в области катодного пятна мы всегда имеем дело с заведомо заниженными значениями, как это наглядно иллюстрирует вся история подобных оценок. Как было указано в 3, они основывались на измерении не непосредственно сечения самого канала тока у поверхности катода, а поверхности яркого свечения в катодной области дуги либо величины эрозированной поверхности металла, не дающих точного представления о плотности тока. Кроме того, если даже принять указанные поверхности эквивалентными сечению канала тока, то по самой природе рассматриваемых измерений они способны дать лишь усредненные значения плотности тока. Неравномерность распределения тока может быть настолько существенной, что мгновенные максимальные значения плотности тока могут на порядки превысить определяемые средние значения. Из этого должен быть сделан общий вывод, что недостаточно высокие с точки зрения теории значения плотности тока в катодном нятне не могут служить серьезным аргументом против автоэлектронной теории дуги, особенно если речь идет о расхождении требуемых и найденных значений всего лишь на 1—2 порядка. Как это ни странно, указанный очевидный источник неувязки теории и опыта обычно игнорируется противниками автоэлектронной теории и даже расхождение всего лишь на 1 порядок теоретических и экспериментальных значений плотности тока в пятне рассматривается как достаточное основание для отказа от этой теории [Л. 152]. [c.68]

Тлеющий и д у г о в о й р а 3 р я д [ ]. Эти формы газового разряда являются стационарными, то может длительное время проходить через газ, не меняя своего значения. Нетрудно сформулировать требования стационарности разряда. Около поверхности отрицательного электрода (катода) ионизации нет, т. к. агенты ионизации—электроны—именно отсюда начинают двигаться и способны достигнуть ионизационной энергии, только пройдя нек-рое расстояние d, В области от катода до этого й газ остается так. обр. непроводником. В первые моменты по наложении напряжения ток может проходить через газ емкостным образом в непро одящем слое и путем переноса за рядов в остальной части междуэлектродного пространства длительное же существование разряда возможно очевидно только при наличии переноса зарядов также и в непроводящем слое. Было показано, что источником носителей тока в этом слое являются электроны, сорванные с катода. Процесс развивается след, образом при включении напряжения равномерное распределение потенциала между электродами быстро искажается таким образом, что у катода образуется большое падение на непроводящем слое. Положительные ионы разгоняются в этом слое и, попадая на поверхность катода, вырывают оттуда электроны. В виду того что этот акт сильно зависит от металла катода, характеристики тлеющего разряда определяются не одним только газом, как в Тоунсенд-форме, но и материалом катода. Замечательной особенностью тлеющего разряда является постоянство катодного падения потенциала в очень значительных пределах изменения, приложенного извне к трубке. Сида тока через газ при тлеющем разряде может быть представлена соотношением [c.28]

Рассеивающая способность (Throwing power) указанными авторами определяется как отклонение (в процентах) распределения металла от первичного распределения Toi a >. Для выяснения факторов, влияющих иа величину рассеивающей способности, рассматриваются два катодных участка, находящиеся от анода на расстоянии в отношении 1 5. В процессе прохождения тока концентрация ионов непосредственно у катодной поверхности быстро уменьшается, в связи с чем возрастает потенциал, необходимый для продолжения прохождения тока. Эта концентрация будет быстрее уменьшаться около того [c.111]

ВЫЙ протектор массой 1 кг и размерами примерно 15X30X3 см должен приходиться на каждые 9 м окрашенной поверхности, а кроме того, еще по одному такому аноду должно быть предусмотрено на каждые 0,5 м поверхности катодного металла (бронзовые гребные винты, опоры, валы и др.). Эти дополнительные протекторы должны быть установлены поблизости от узлов, содержащих катодные металлы. Срок службы протектора в системе, рассчитанной таким приближенным способом, всего 1—2 года. Увеличение числа протекторов позволяет продлить срок непрерывной эксплуатации системы защиты. При монтаже протекторов непосредственно на корпусе судна или на конструкции для обеспечения нужного распределения плотности тока применяют анодные экраны, обычно пластиковые. [c.172]

Различие в площади сварного шва и основного металла, образующих электрохимическую пару, оказывает существенное влияние на кинетику коррозионного прсщесса и характера локализации коррозионных разрушений. Поэтому необходимо установить характер распределения коррозионного тока по поверхности анодных и катодных участков (по методу Н.Д.Томашова). [c.64]

Любопытно, что подобный порядок в значении сопротивления коррозионной усталости не совпадает с порядком значений коррозионных потерь для таких же, но ненапряженных образцов. По-видимому, в случае макроконтакта последний при наличии дополнительного фактора — напряжения сравнительно за короткое время обусловливал возникновение на поверхности образца коррозионного изъязвления, являющегося концентратором напряжения. Дно изъязвления под влиянием сильного анодного тока, возникающего как от макроконтакта, так и от концентрации напряжения, быстро заострялось и превращалось в трещину коррозионной усталости. Излом этих образцов от усталости при коррозии наступал всегда раньше, чем у образцов без контакта, и чаще находился на линии раздела медного слоя со сталью. Это и понятно, так как именно на границе двух металлов с неодинаковыми значениями электродных потенциалов в электролитах возникал максимальный ток коррозии. Иная картина наблюдалась у образцов с микроконтактами. Рассредоточенные катодные участки обусловливали одновременное возникновение большого числа микрокоррозионных изъязвлений. Последние способствовали равномерному рассредоточиванию приложенных механических напряжений по образцу. Это снижало разрушающее действие напряжения, и поэтому время, за которое развивалась трещина коррозионной усталости, увеличивалось. Не исключено также, что подобное распределение микрокатодов на поверхности образцов в условиях хорошей аэрации, возникающей от вращения образцов, может также приводить к их пассивированию и, следовательно, к некоторому торможению процесса коррозионной усталости. [c.240]

Распределение коррозии в движущихся. жидкостях. Коррозия, вызываемая текущей водой, содержащей кислород, представляет одну из наиболее серьезных проблем сегодняшнего дня. Не только возмещение кислорода имеет тенденцию увеличивать скарость разрушения металла, но оно также может в некоторых случаях поддерживать большую часть поверхности катодной и поэтому защищенной, так что анодное воздействие концентрируется на ограниченном количестве небольших участков, приводя к их усиленной коррозии и преждевременной перфорации. Если ббльшая часть поверх-шости стали покрыта приставшей к металлу окалиной, которая нелегко удаляется при помощи подъедания , тогда коррозия обычно направляется на разрывы в окалине и может стать очень интенсивной в этих местах. Стальные охлаждающие рубашки представляют особенно серьезный вопрос, так как они часто покрыты окалиной, а ток воды обычно [c.298]

Широкое применение в гальванотехнике никеля в качестве покрытия для декоративных целей в значительной степени объясняется сильно выраженной способностью никеля к пассивированию. Это свойство особенно резко сказывается при анодоном растворении. При пассивировании анодов в электролите быстро растет концентрация водородных ионов, и уменьшается концентралря металла. Давно йз-вестно, что литые аноды легче растворяются, чем катаные часто прибегают к комбинированному завешиванию литых и катаных анодов. Можно также встретить указания о нецелесообразности применения анодов из чистого никеля ввиду плохого растворения его на аноде, для предупреждения чего рекомендуется специально вводить в аноды примеси других металлов, нанример железа. Однако широко пользоваться этим на практике неудобно, так,как катодное осаждение никеля очень чувствительно к присутствию различных катионов в электролите (в том числе и железа). Пассивирование никеля можно довести до минимума значительным увеличением анодной поверхности — уменьшением анодной плотности тока, — однако и в этом случае мы бываем иногда ограничены из-за конструктивных соображений (при никелировании внутренних поверхностей), а также из-за необходимости сообщить аноду наиболее благоприятную форму с точки зрения равномерного распределения металла. [c.244]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...