RU2471169C1 - Method to register variation of surface tension of solid electrodes that contact with high-temperature electrolytes - Google Patents
Method to register variation of surface tension of solid electrodes that contact with high-temperature electrolytes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471169C1 RU2471169C1 RU2011127762/28A RU2011127762A RU2471169C1 RU 2471169 C1 RU2471169 C1 RU 2471169C1 RU 2011127762/28 A RU2011127762/28 A RU 2011127762/28A RU 2011127762 A RU2011127762 A RU 2011127762A RU 2471169 C1 RU2471169 C1 RU 2471169C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- test tube
- piezoelectric element
- sound guide
- cell
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электрохимии и может быть использовано для исследований межфазных границ между электропроводящими твердыми электродами, находящимися в контакте с расплавленными, преимущественно высокотемпературными электролитами, такими как соли, гидроксиды, шлаки.The invention relates to electrochemistry and can be used to study the interfacial boundaries between conductive solid electrodes in contact with molten, mainly high-temperature electrolytes, such as salts, hydroxides, slags.
Известен способ измерения переменного поверхностного натяжения (эстанса) твердых электродов, находящихся в контакте с расплавленными высокотемпературными электролитами (Пастухов Ю.Г. Электрохимия, 1994, том 30, №8, с.997-1007) [1]. Способ осуществляют посредством электрохимической ячейки, которую помещают в герметичную камеру вакуумного поста и подключают к системе регистрации переменного поверхностного натяжения. Формирование мениска осуществляют путем вертикального перемещения тигля - контейнера с расплавом электролита внутри камеры. Известный способ характеризуется высокой сложностью, стоимостью и громоздкостью за счет использования вакуумного поста, необходимости переделки герметичной камеры вакуумного поста для монтажа высокотемпературной печи и водяного охлаждения, трудности изоляции всей установки от механических вибраций здания.There is a method of measuring variable surface tension (estans) of solid electrodes in contact with molten high-temperature electrolytes (Pastukhov Yu.G. Electrochemistry, 1994,
Известен способ измерения эстанса твердых электродов, взаимодействующих с высокотемпературным расплавом (Степанов В.П. Физическая химия поверхности твердых электродов в солевых расплавах. Екатеринбург: УрО РАН, 2005, с.196) [2]. Известный способ включает сборку электрохимической ячейки и ее подключение к системе регистрации эстанса твердых электродов. Для этого в ячейке размещают исследуемый твердый электрод, который механически, посредством звуковода соединяют с пьезоэлементом, расположенным отдельно от ячейки. Кроме того, в ячейке размещают электрод сравнения, чехол с термопарой, пробирку из плавленого кварца длиной 25-30 см, в которую помещают расплав. Введение расплава в пробирку требует запаса свободного объема в ячейке, поскольку твердый при комнатной температуре электролит приходится перераспределять в объеме пробирки с учетом необходимости размещения прочих элементов ячейки. Это затрудняет ее сборку и значительно увеличивает расход электролита, что имеет существенное значение для дорогостоящих электролитов, таких, например, как высокочистые соли. Дорогостоящие пробирки из плавленого кварца требуют замены после 3-5 плавок, поскольку они теряют прозрачность, становятся пористыми и могут быть источником неконтролируемых примесей. То, что в используемой ячейке пьезоэлемент расположен отдельно от ячейки на специальной конструкции, затрудняет вертикальное перемещение электрода для формирования висящего мениска. Напряжение поляризации исследуемого электрода, подводимое через отдельный проводник, находящийся в горячей зоне, уменьшает надежность конструкции, поскольку тонкие металлические проволоки в среде паров солей при высокой температуре склонны к охрупчиванию и при механическом воздействии часто разрушаются. Горловину ячейки охлаждают потоком воздуха, т.к. формирование более эффективного водяного охлаждения кварцевой пробирки связано с большими техническими трудностями. Воздушное охлаждение, как показала практика, недостаточно эффективно при температурах выше 800°C. При этом закрывающая пробка из вакуумной резины выступает источником дополнительного загрязнения исследуемой системы.A known method of measuring the estance of solid electrodes interacting with a high-temperature melt (Stepanov VP Physical chemistry of the surface of solid electrodes in salt melts. Yekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2005, p.196) [2]. The known method includes the assembly of an electrochemical cell and its connection to the registration system of the estans of solid electrodes. To do this, the studied solid electrode is placed in the cell, which is mechanically connected via a sound guide to a piezoelectric element located separately from the cell. In addition, a reference electrode, a thermocouple case, a fused silica tube 25-30 cm long, in which the melt is placed, are placed in the cell. The introduction of the melt into the test tube requires a reserve of free volume in the cell, since the solid electrolyte at room temperature has to be redistributed in the volume of the test tube, taking into account the need to place other cell elements. This complicates its assembly and significantly increases the electrolyte consumption, which is essential for expensive electrolytes, such as, for example, high-purity salts. Expensive fused silica tubes require replacement after 3-5 melts, since they lose transparency, become porous and can be a source of uncontrolled impurities. The fact that the piezoelectric element in the cell used is located separately from the cell on a special design makes it difficult to vertically move the electrode to form a hanging meniscus. The polarization voltage of the electrode under study, supplied through a separate conductor located in the hot zone, reduces the reliability of the structure, since thin metal wires in the environment of salt vapors at high temperature are prone to embrittlement and are often destroyed by mechanical stress. The cell neck is cooled by air flow, because the formation of more efficient water cooling of a quartz tube is associated with great technical difficulties. Practice has shown that air cooling is not efficient enough at temperatures above 800 ° C. In this case, the closing plug made of vacuum rubber acts as a source of additional pollution of the studied system.
Таким образом, монтаж и использование ячейки в известном способе измерений связано со значительными трудозатратами, а процент неудачных экспериментов неоправданно высок. Из-за повышенной материалоемкости эксперимента, затрудненности в сборке и использовании ячейки известный способ регистрации поверхностного натяжения твердого электрода не нашел широкого применения.Thus, the installation and use of the cell in the known method of measurement is associated with significant labor costs, and the percentage of failed experiments is unreasonably high. Due to the increased material consumption of the experiment, difficulties in assembling and using the cell, the known method for detecting the surface tension of a solid electrode has not been widely used.
Заявлен способ регистрации поверхностного натяжения твердых электродов, включающий сборку электрохимической ячейки из исследуемого твердого электрода, посредством звуковода, соединенного с пьезоэлементом, электрода сравнения, чехла с термопарой, жаропрочной охлаждаемой пробирки и подключение собранной ячейки к системе регистрации изменения поверхностного натяжения твердых электродов. Способ отличается тем, что соединенный с пьезоэлементом исследуемый твердый электрод, электрод сравнения, чехол с термопарой, а также контейнер электролита, собирают в отдельный модуль, который помещают в жаропрочную охлаждаемую пробирку.The claimed method of detecting the surface tension of solid electrodes, comprising assembling an electrochemical cell from a solid electrode under study, by means of a sound guide connected to a piezoelectric element, a reference electrode, a thermocouple cover, a heat-resistant cooled test tube and connecting the assembled cell to a system for recording changes in the surface tension of solid electrodes. The method is characterized in that the test solid electrode connected to the piezoelectric element, the reference electrode, the thermocouple case, and the electrolyte container are assembled in a separate module, which is placed in a heat-resistant cooled test tube.
Сборка элементов электрохимической ячейки - соединенного с пьезоэлементом исследуемого твердого электрода, контейнера электролита, электрода сравнения, чехла термопары в отдельный модуль, который помещают в жаропрочную охлаждаемую пробирку, позволяет сократить используемый объем электролита, поскольку требуется заполнять только малую емкость контейнера. Кроме того, исключается контакт электролита со стенками пробирки, которая не всегда химически совместима с исследуемыми веществами и может быть источником загрязнений системы. Кроме того, модульный принцип сборки ячейки упрощает ее заключительную стадию, так как в этом случае ориентация и закрепление элементов ячейки, загрузка электролита происходят вне пробирки, и операция перераспределения электролита вокруг элементов ячейки, требующая визуального контроля, исключается.The assembly of the elements of the electrochemical cell - the solid electrode under study, the electrolyte container, the reference electrode, the thermocouple cover, connected to the piezoelectric element, in a separate module, which is placed in a heat-resistant cooled tube, reduces the used electrolyte volume, since only a small container capacity is required to be filled. In addition, excluded contact of the electrolyte with the walls of the tube, which is not always chemically compatible with the test substances and can be a source of contamination of the system. In addition, the modular principle of cell assembly simplifies its final stage, since in this case the orientation and fixing of the cell elements, loading of the electrolyte takes place outside the tube, and the operation of redistributing the electrolyte around the cell elements requiring visual inspection is excluded.
В частном случае исполнения способа, пьезоэлемент, соединенный с исследуемым твердым электродом посредством звуковода, размещают в отдельном металлическом корпусе на крышке пробирки на подвижной части цилиндрического стеклянного шлифа. В результате исследуемый L-образный электрод имеет свободный вертикальный ход, достаточный для подвода его к поверхности расплава и формирования мениска. Кроме того, используют звуковод, выполненный из керамической трубки, внутри которой пропущена токоподводящая проволока и имеющий в верхней части пропил, по которому через гермоввод в корпусе пьезоэлемента выводят наружу токоподводящую проволоку. В этом случае токоподвод к исследуемому электроду находится внутри звуковода, что позволяет беспрепятственно вертикально перемещать электрод внутри ячейки без опасности нарушения электрического контакта и возможного перекоса электрода за счет упругости внешнего проводника. Таким образом, необходимость организации отдельного токоподвода в конструкции ячейки исчезает.In the particular case of the execution of the method, a piezoelectric element connected to the solid electrode under investigation by means of a sound guide is placed in a separate metal case on the test tube cover on the movable part of a cylindrical glass section. As a result, the studied L-shaped electrode has a free vertical stroke, sufficient to bring it to the surface of the melt and the formation of the meniscus. In addition, they use a sound guide made of a ceramic tube, inside of which a current-conducting wire is passed and having a cut in the upper part, through which a current-conducting wire is brought out through a pressure lead in the piezoelectric element body. In this case, the current supply to the test electrode is located inside the sound guide, which allows you to freely move the electrode vertically inside the cell without the risk of disturbing electrical contact and possible distortion of the electrode due to the elasticity of the outer conductor. Thus, the need for a separate current supply in the cell structure disappears.
Электрическое соединение контейнера электролита с выводом потенциостата позволяет использовать его и в качестве вспомогательного электрода для поляризации исследуемого проводника постоянным и переменным током, упрощая тем самым конструкцию ячейки. Использование пробирки из жаропрочной стали выгодно по нескольким причинам: больший срок службы по сравнению с кварцем и меньшая цена; меньшая газопроницаемость по сравнению с кварцем; возможность организации водяного охлаждения горловины ячейки; экранирование и выравнивание температурного поля внутри ячейки за счет электро- и теплопроводности металлических стенок. Кроме того, пробирку герметизируют вязкотекучим быстротвердеющим силиконовым герметиком достаточной вязкости для удерживания его на месте герметизации без стекания вниз.The electrical connection of the electrolyte container with the output of the potentiostat allows it to be used as an auxiliary electrode for polarization of the studied conductor by direct and alternating current, thereby simplifying the design of the cell. The use of heat-resistant steel tubes is advantageous for several reasons: a longer service life compared to quartz and a lower price; less gas permeability compared to quartz; the possibility of organizing water cooling of the cell neck; shielding and leveling the temperature field inside the cell due to the electrical and thermal conductivity of the metal walls. In addition, the tube is sealed with a viscous fast-hardening silicone sealant of sufficient viscosity to hold it at the place of sealing without draining down.
Новый технический результат, достигаемый заявленным способом, заключается в упрощении процедуры сборки электрохимической ячейки перед экспериментом и во время ремонта, повышение надежности конструкции ячейки, снижение материалоемкости и удешевление эксперимента, возможность многократного использования как пробирки, так и помещаемого внутрь нее модуля, уменьшение источников загрязнений исследуемой системы.A new technical result achieved by the claimed method consists in simplifying the assembly procedure of the electrochemical cell before the experiment and during repair, increasing the reliability of the cell design, reducing the material consumption and making the experiment cheaper, the possibility of reusing both the test tube and the module placed inside it, and reducing the sources of contamination of the test system.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид электрохимической ячейки, на фиг.2 - устройство вертикальной подачи электрода с пьезоэлементом, на фиг.3 - схема соединения приборов в установке, на фиг.4 - зависимости модуля, фазы эстанса и тока поляризации золотого электрода в расплаве хлорида калия, на фиг.5 - зависимости модуля, фазы эстанса и тока поляризации серебряного электрода в расплаве хлорида калия, на фиг.6 - зависимости модуля, фазы эстанса и тока поляризации медного электрода в эвтектическом расплаве хлорида цезия и натрия, на фиг.7 - зависимость модуля, фазы эстанса и тока поляризации стеклоуглеродного электрода в расплаве бромида калия.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general view of an electrochemical cell, Fig. 2 shows a device for vertical supply of an electrode with a piezoelectric element, Fig. 3 shows a diagram of the connection of devices in an installation, and Fig. 4 shows the dependences of the module, estance phase and current polarization of the gold electrode in a potassium chloride melt, in Fig. 5 - dependences of the module, estance phase and polarization current of a silver electrode in a potassium chloride melt, Fig. 6 - dependences of the module, estance phase and polarization current of a copper electrode in a eutectic ces chloride melt Ia and sodium, in Fig.7 - the dependence of the modulus, the estance phase and the polarization current of the glassy carbon electrode in the molten potassium bromide.
Ячейка для измерения поверхностного натяжения твердых электродов содержит пробирку 1 из жаропрочной стали, например, марки Х18Н9Т, снабженной рубашкой водяного охлаждения 2, штуцером 3. Диаметр патрубков и подводящих труб к рубашке охлаждения, устройство циркуляции воды должны позволять циркулировать охлаждающей жидкости в ламинарном потоке, чтобы избежать возникновения шумов, влияющих на регистрацию эстанса. В горловине пробирки сделаны два пропила 4 достаточного размера для введения между крышкой и горловиной жала слесарной отвертки. Пробирку закрывают металлической крышкой 5 с тепловыми экранами 6, зафиксированными шпильками 7 посредством разделительных втулок 8. Под гайками шпилек устанавливают пластины 9 с отверстиями для подвешивания контейнера с электролитом 10, изготовленного из стандартного платинового тигля, снабженного платиновыми подвесами 11 диаметром 1 мм, приваренными к кромке тигля. Один из подвесов приваривают к токоподводу 12, который подключают к выводу вспомогательного электрода потенциостата. Для электрического разделения цепей потенциостата и заземленной массы пробирки служат коррундовые изолирующие пластины 13, трубка 14, тигель 15.The cell for measuring the surface tension of solid electrodes contains a
Через отверстия в крышке и экранах проводят чехол с термопарой 16, электрод сравнения 17, звуковод 18, на котором крепят исследуемый электрод 19. Длину звуковода выбирают исходя из размера ячейки и обычно она составляет 25-30 см. Вертикальную подачу электрода осуществляют при помощи цилиндрического шлифа с неподвижными 20 и подвижными 21 частями. На подвижной части шлифа устанавливают корпус 22, содержащий пьезоэлемент и электрические выводы (не указаны). Зажим 23 ограничивает вертикальное смещение корпуса пьезоэлемента, а стойка 24 исключает его вращение. Через крышку с экранами пропущена трубка 25 для подачи газа.A cover with a thermocouple 16, a reference electrode 17, a
Устройство корпуса пьезоэлемента (фиг.2) содержит металлические корпус 26 с крышкой 27, являющиеся дополнительно экранами от паразитных наводок. В корпус 26 вклеивают внутреннюю часть стеклянного шлифа 21, наружную часть 20 фиксируют в крышке пробирки 5. На шлиф наносят вакуумную смазку. Пьезоэлемент 28 является фабрично выпускаемым звукоизлучающим элементом типа ЗП-1. Он представляет собой упругую пластину диаметром 30 мм с наклеенным тонким диском пьезокерамики с обкладками. Амплитуда сигнала, снимаемого с такого пьезоэлемента в условиях резонанса, достигает порядка единиц милливольт. Пластину пьезоэлемента фиксируют в корпусе при помощи пружинящей скобы 29 на шпильках 30. Одну обкладку керамики заземляют на корпус 26, со второй обкладки сигнал по проводнику через отверстие 31 в крышке 27, по короткому коаксиальному кабелю 32 подают на предусилитель селективного нановольтметра. Отверстие заливают эпоксидной смолой вместе с торцом кабеля для достижения герметичности. Оплетку кабеля пайкой соединяют с крышкой 27. С нижней стороны по центру пластины пьезоэлемента на паяном соединении крепят латунный винтовой зажим 33 для звуковода 18. Звуковод 18 изготовлен из устойчивого при условиях измерений керамического материала, например корунда, в виде трубки или двухканальной соломки диаметром 3 мм. Верхняя часть звуковода 18, входящая в зажим, имеет лыску, в плоскость которой упирается зажимной винт 34. Внутри звуковода 18 пропущена платиновая проволока 35, по которой подают постоянную и переменную составляющие напряжения поляризации исследуемого электрода 19. Проволока 35 имеет электрический контакт с исследуемым электродом 19 в нижней части звуковода 18, другой ее конец пропущен через пропил 36 в верхней части звуковода 18, и далее через отверстие 37, залитое эпоксидной смолой, подключена к потенциостату. Исследуемый электрод 19 крепят на звуководе 18 при помощи хомута 38 из 5-10 витков проволоки, предпочтительно платиновой.The device body of the piezoelectric element (figure 2) contains a
Сборку ячейки осуществляют следующим образом. Собирают модуль, состоящий из крышки с экранами, контейнера электролита, чехла с термопарой, электрода сравнения, исследуемого электрода, укрепленного на звуководе с пьезоэлементом. В случае исследования систем с галогенидами щелочных металлов удобно применять свинцовый электрод сравнения. Для воспроизводимости данных целесообразно перед каждым экспериментом загружать в корпус электрода сравнения новую порцию электролита. В контейнер электролита, находящегося в предварительно подготовленном модуле, загружают измельченную соль, после чего модуль помещают в пробирку с изолирующим тиглем. Все стыки и зазоры в конструкции заполняют быстротвердеющим силиконовым герметиком достаточной вязкости для удерживания его на месте герметизации без отекания вниз. Нижнюю часть пробирки помещают в печь сопротивления и подключают к газовой системе через трубку 25 и штуцер 3 (фиг.1). Перед экспериментом пробирку прогревают и вакуумируют до остаточного давления 1-10 Па для удаления влаги и воздуха. Длительность этой процедуры зависит от влагосодержания электролита. Эксперимент ведут в режиме продувки очищенным инертным газом со скоростью 3-5 л в час.The cell assembly is as follows. A module is assembled, consisting of a cover with screens, an electrolyte container, a case with a thermocouple, a reference electrode, a test electrode mounted on a sound guide with a piezoelectric element. In the case of studies of systems with alkali metal halides, it is convenient to use a lead reference electrode. For reproducibility of the data, it is advisable to load a new portion of the electrolyte into the housing of the reference electrode before each experiment. In a container of electrolyte located in a previously prepared module, crushed salt is loaded, after which the module is placed in a test tube with an insulating crucible. All joints and gaps in the structure are filled with quick-hardening silicone sealant of sufficient viscosity to hold it at the place of sealing without swelling down. The lower part of the tube is placed in a resistance furnace and connected to the gas system through a tube 25 and a fitting 3 (Fig. 1). Before the experiment, the tube is heated and vacuum to a residual pressure of 1-10 Pa to remove moisture and air. The duration of this procedure depends on the moisture content of the electrolyte. The experiment is conducted in the purge mode with purified inert gas at a speed of 3-5 liters per hour.
Печь с ячейкой следует устанавливать на массивном основании, изолированном от внешних вибраций. Для этого в качестве демпфирующего материала, как показала практика, целесообразно использовать слоями стопы бумаги и резины толщиной по 10-20 см, на которые устанавливается плита с печью. В другом варианте используют плиту массой 50-100 кг на резиновых подставках. Возможны комбинации устройства основания в зависимости от интенсивности внешних вибраций.The cell oven should be installed on a solid base, isolated from external vibrations. To do this, as practice has shown, it is advisable to use layers of paper and rubber with a thickness of 10-20 cm on which a stove with a stove is installed as damping material. In another embodiment, use a plate weighing 50-100 kg on rubber supports. Combinations of the base device are possible depending on the intensity of external vibrations.
Для получения диаграмм эстанса твердых электродов в контакте с высокотемпературными расплавами собранную вышеописанным образом ячейку подключают к системе регистрации изменения поверхностного натяжения твердых электродов, схема которой показана на фиг.3. Согласно этой схеме переменный сигнал амплитудой 10-30 мВ в зависимости от добротности связки электрод - звуковод - пьезоэлемент с генератора смешивается с постоянным напряжением в потенциостате и подается на исследуемый электрод. Потенциостат может работать в режиме стабилизации потенциала, что будет соответствовать измерению φ-эстанса, либо в режиме стабилизации тока, тогда будет измерятся q-эстанс. Развертку потенциала следует вести в циклическом режиме, в этом случае легко проверить стабильность состояния системы по совпадению кривых в следующих друг за другом циклах. Для формирования циклической развертки на потенциостат подается опорный сигнал в форме линейно меняющегося напряжения от минимального значения желаемого потенциала поляризации до максимального. Скорость изменения варьируется от единиц милливольт в секунду до сотен, в зависимости от необходимости. Переменный сигнал с пьезоэлемента усиливается широкополосным предусилителем и выводится на осциллограф для поиска наибольшей амплитуды при резонансной частоте, далее усиливается на частоте резонанса селективным нановольтметром. Амплитуда выпрямленного сигнала является модулем эстанса. Фазометр регистрирует разницу фаз между селективно усиленным сигналом и исходным напряжением генератора. Ведут одновременную запись во времени потенциала поляризации, тока поляризации, модуля эстанса, фазы эстанса при помощи многоканального аналого-цифрового преобразователя, подключенного к компьютеру.To obtain diagrams of the estans of solid electrodes in contact with high-temperature melts, the cell assembled as described above is connected to a system for recording changes in the surface tension of solid electrodes, a diagram of which is shown in FIG. 3. According to this scheme, an alternating signal with an amplitude of 10-30 mV, depending on the quality factor of the electrode - sound guide - piezoelectric element from the generator is mixed with a constant voltage in the potentiostat and fed to the electrode under study. The potentiostat can work in potential stabilization mode, which will correspond to the measurement of the φ-estance, or in the current stabilization mode, then the q-estance will be measured. The potential sweep should be carried out in a cyclic mode, in this case it is easy to check the stability of the state of the system by the coincidence of the curves in successive cycles. To form a cyclic sweep, a reference signal is applied to the potentiostat in the form of a linearly varying voltage from the minimum value of the desired polarization potential to the maximum. The rate of change varies from millivolts per second to hundreds, depending on need. The alternating signal from the piezoelectric element is amplified by a broadband preamplifier and output to an oscilloscope to search for the maximum amplitude at the resonant frequency, then it is amplified at the resonance frequency by a selective nanovoltmeter. The amplitude of the rectified signal is a modulus of estance. The phase meter records the phase difference between the selectively amplified signal and the original voltage of the generator. Simultaneously record in time the polarization potential, polarization current, estance module, estance phase using a multi-channel analog-to-digital converter connected to a computer.
Для разборки ячейки по окончании эксперимента в пропилы 4 вставляют жала слесарных отверток и проворачивают вокруг своей оси, отъединяя крышку от пробирки, после чего сборку вынимают, удерживая ее за крышку с экранами и выливают расплав из контейнера 10. Застывание расплава в контейнере нежелательно из-за его деформации в результате усадки электролита при застывании.To disassemble the cell, at the end of the experiment, the tips of the screwdrivers are inserted into the
Обработка результатов эксперимента заключается в интерпретации диаграмм зависимостей тока от напряжения поляризации, модуля и фазы эстанса от напряжения поляризации.Processing the experimental results consists in interpreting the diagrams of the dependences of the current on the polarization voltage, the modulus, and the estance phase on the polarization voltage.
На следующих фигурах цифрами обозначены: 1 - плотность тока поляризации, 2 - модуль производной поверхностного натяжения по потециалу (|∂γ/∂φ|) - модуль эстанса, 3 - фаза эстанса в градусах. На фиг.4 показана диаграмма эстанса золотого электрода в расплаве хлорида калия. Модуль эстанса имеет 3 минимума, сопровождаемых изменением фазы на величину, близкую 180°, это говорит о 3-кратной смене знака заряда поверхности электрода в результате специфической адсорбции анионов. На фиг.5 показана диаграмма эстанса серебряного электрода в расплаве хлорида цезия, показывающая перезаряд поверхности серебра при анодной поляризации, аналогично золотому электроду. На фиг.6 - диаграмма эстанса медного электрода в эвтектическом расплаве хлоридов цезия и натрия, показывающая отсутствие специфического взаимодействия меди с галогенидными расплавами, сопровождаемого сменой знака заряда поверхности, поскольку фаза эстанса не меняется в анодной области потенциалов. На фиг.7 - диаграмма эстанса стеклоуглеродного электрода в контакте с расплавом бромида калия, показывающая отсутствие перезаряда поверхности при анодной поляризации.In the following figures, the numbers denote: 1 - polarization current density, 2 - modulus of the surface tension derivative with respect to the potential (| ∂γ / ∂φ |) - estans modulus, 3 - estans phase in degrees. Figure 4 shows a diagram of the estance of a gold electrode in a potassium chloride melt. The estance module has 3 minima, accompanied by a phase change by an amount close to 180 °, this indicates a 3-fold change in the sign of the charge on the electrode surface as a result of specific anion adsorption. Figure 5 shows a diagram of the estance of a silver electrode in a cesium chloride melt, showing an overcharge of the silver surface at anodic polarization, similar to a gold electrode. 6 is a diagram of the estance of a copper electrode in a eutectic melt of cesium and sodium chlorides, showing the absence of a specific interaction of copper with halide melts, accompanied by a change in the sign of the surface charge, since the estance phase does not change in the anode potential region. 7 is a diagram of the estans of a glassy carbon electrode in contact with a molten potassium bromide, showing the absence of surface overcharging during anodic polarization.
Заявленный способ позволяет снизить материалоемкость эксперимента, упростить сборку и использование ячейки и может быть применен, как видно из примера, для получения диаграмм эстанса металлических, углеродистых электродов в контакте с высокотемпературными расплавами электролитов.The claimed method allows to reduce the material consumption of the experiment, to simplify the assembly and use of the cell, and can be used, as can be seen from the example, to obtain estance diagrams of metal, carbon electrodes in contact with high-temperature melts of electrolytes.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011127762/28A RU2471169C1 (en) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | Method to register variation of surface tension of solid electrodes that contact with high-temperature electrolytes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011127762/28A RU2471169C1 (en) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | Method to register variation of surface tension of solid electrodes that contact with high-temperature electrolytes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2471169C1 true RU2471169C1 (en) | 2012-12-27 |
Family
ID=49257554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011127762/28A RU2471169C1 (en) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | Method to register variation of surface tension of solid electrodes that contact with high-temperature electrolytes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2471169C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU178161A1 (en) * | А. Я. Гохштейн | DEVICE FOR MEASUREMENT OF SURFACE TENSION OF SOLID ELECTRODES | ||
RU2069849C1 (en) * | 1992-08-07 | 1996-11-27 | Александр Яковлевич Гохштейн | Method of examination of electrocapillary phenomena on liquid electrode and device for their registration |
US7174775B2 (en) * | 2004-02-06 | 2007-02-13 | Hoya Corporation | Solid body surface evaluation method, magnetic disk evaluation method, magnetic disk, and manufacturing method thereof |
-
2011
- 2011-07-06 RU RU2011127762/28A patent/RU2471169C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU178161A1 (en) * | А. Я. Гохштейн | DEVICE FOR MEASUREMENT OF SURFACE TENSION OF SOLID ELECTRODES | ||
RU2069849C1 (en) * | 1992-08-07 | 1996-11-27 | Александр Яковлевич Гохштейн | Method of examination of electrocapillary phenomena on liquid electrode and device for their registration |
US7174775B2 (en) * | 2004-02-06 | 2007-02-13 | Hoya Corporation | Solid body surface evaluation method, magnetic disk evaluation method, magnetic disk, and manufacturing method thereof |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СТЕПАНОВ В.П. Физическая химия поверхности твердых электродов в солевых расплавах. - Екатеринбург: 2004. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4990962B2 (en) | Sensor device for liquid comprising a measurement chamber and a resonator that can be incorporated into the measurement chamber via a quick clock | |
CN109239539B (en) | Device and experimental method for researching partial discharge characteristics of epoxy insulating material | |
JP5038904B2 (en) | Selectable gas sensor | |
US4052285A (en) | Ion selective electrodes | |
US4377460A (en) | Solid electrolyte gas sensing apparatus | |
TW305023B (en) | ||
JPS6013144B2 (en) | Device for sensing ions in liquids | |
CN104965162A (en) | Real-time microscopic observation test system for electrical tree characteristics in solid insulation under DC voltage | |
RU2471169C1 (en) | Method to register variation of surface tension of solid electrodes that contact with high-temperature electrolytes | |
WO2011006441A1 (en) | Detecting cell with quartz crystal sensor | |
US2311977A (en) | Ion activity measurement device | |
US3785947A (en) | Electrode assembly to determine the oxygen content of molten metal | |
JP4654293B2 (en) | Grid sensor | |
CN111964798B (en) | Wall surface temperature detection device for high-temperature metal melting furnace | |
CN201666820U (en) | Temperature measuring apparatus | |
CN114324536B (en) | Hydrogen probe device is decided to metal melt | |
CN203216894U (en) | Detector and measuring equipment used for measuring concentration and temperature of gas in fluid medium | |
US2599212A (en) | Case for electrical measuring instruments | |
CN113252548B (en) | Electrode system of electrochemical test system for molten salt corrosion experiment | |
CN202057621U (en) | Device for measuring heat storage coefficients of materials with harmonic wave method based on independent sensor | |
US2866330A (en) | Instrument for gas analysis with heated wire system | |
CN108088961B (en) | Gas-sensitive characteristic response curve testing device | |
CN210952923U (en) | Sensing device | |
US2665412A (en) | Analysis of nonferrous alloys | |
RU2287151C1 (en) | Device for x-ray radiometric analysis of composition of pulps and solutions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130707 |