RU2019128922A - Способ выявления анизотропии пространства на оксиленной поверхности металла - Google Patents

Claims (27)

1. Способ выявления анизотропии пространства на окисленной поверхности металла, отличающийся тем, что изготавливают твердые электроды из железа, кобальта, меди и палладия, каждый из этих электродов приводят в контакт с ионной жидкостью, изменяют потенциал твердого электрода со временем в виде разверток потенциала в анодном и катодном направлениях с возможностью анодного окисления и катодного восстановления поверхности электрода, регистрируют на указанных электродах осциллограммы модуля эстанса, где эстанс равен производной поверхностного натяжения твердого тела по поверхностной плотности заряда, находят участок осциллограммы, ориентированный вдоль нулевой линии на конечном интервале потенциала, соответствующем окисленному состоянию поверхности твердого электрода, рассматривают этот интервал как область сохранения эстанса, применяют зигзагообразную развертку потенциала и показывают таким путем обратимость сохранения эстанса, объясняют сохранение эстанса анизотропией пространства, в котором взаимное отталкивание одноименных зарядов двойного слоя ослаблено по сравнению с взаимным притяжением разноименных зарядов этого слоя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве примеров сохранения эстанса приводят участки осциллограмм модуля эстанса на электродах из железа, кобальта, меди и палладия в следующих областях потенциала, соответствующих присутствию окисной пленки на поверхности электрода:

+0.02±0.17 В для Fe / 0.5 М КОН,

+0.61±0.07 В для Со / 2.0 М КОН,

+0.09±0.19 В для Cu / 0.1 М КОН,

+1.03±0.20 В для Pd / 0.5 М H₂SO₄,

где значения потенциалов центра области и ее границ указаны в шкале равновесного водородного электрода.

3 Способ по п. 1, отличающийся тем, что отмечают слияние участков осциллограмм модуля эстанса с нулевой линией на электродах из железа и кобальта, рассматривают указанное слияние как признак сохранения эстанса на нулевом уровне при изменении потенциала, связывают нулевой уровень сохраняющегося эстанса с предельным ослаблением взаимного отталкивания одноименных зарядов двойного слоя в анизотропном пространстве.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что на электроде из кобальта указанное слияние получают при катодном и анодном направлениях однократной линейной развертки потенциала, подтверждают таким путем обратимость сохранения эстанса на нулевом уровне.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что участок осциллограммы считают ориентированным вдоль нулевой линии на конечном интервале потенциала, если вариация модуля эстанса не превосходит 0.05 В на любом интервале потенциала длиной 0.1 В в пределах этого участка.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регистрируют на указанных электродах осциллограммы плотности тока, сопоставляют их с осциллограммами модуля эстанса, находят волны тока окисления и восстановления поверхности электрода, по этим волнам определяют области присутствия окисной пленки на электроде, отмечают рост тока восстановления окисла при катодной развертке потенциала в области сохранения эстанса, на этом основании отмечают устойчивость сохранения эстанса к частичному удалению атомов кислорода из состава окисной пленки.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что анизотропию пространства иллюстрируют эквивалентной схемой двойного электрического слоя в виде совокупности параллельно соединенных и взаимно экранированных емкостей, расстояние между которыми меняется при упругой деформации твердого электрода без изменения заряда каждой емкости и скачка потенциала в ней.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ионной жидкости используют водные растворы электролитов: гидроокиси калия для электродов из железа, кобальта и меди, а также серной кислоты для электродов из палладия.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что постоянство модуля эстанса и обращение эстанса в нуль, наблюдаемые на протяжении конечного интервала потенциала, интерпретируют как тождества

∂γ/∂q(ϕ)≡const, ∂γ/∂ϕ(ϕ)≡const,

∂q/∂ϑ(ϕ)≡-q(ϕ)+const,

∂γ/∂q(ϕ)≡0, ∂γ/∂ϕ(ϕ)≡0,

∂q/∂ϑ(ϕ)≡-q(ϕ),

где γ - поверхностное натяжение твердого электрода,

ϕ - потенциал электрода,

q - поверхностная плотность заряда электрода,

ϑ - относительная упругая деформация поверхности твердого электрода,

∂γ/∂ϕ=(∂γ/∂q)(∂q/∂ϕ),

∂γ/∂q - эстанс, экспериментально регистрируемая величина, равная производной поверхностного натяжения твердого тела по поверхностной плотности заряда,

∂q/∂ϕ - дифференциальная емкость электрода, отличная от нуля, при этом тождество

∂q/∂ϑ(ϕ)≡-q(ϕ)

считают следствием независимости заряда электрода от упругой деформации.