Электрокристаллизация металлов
Сущность процесса электрокристаллизации. Зависимость характера образовавшейся поликристаллической структуры металла от скорости образования кристаллических зародышей и скорости кристаллизации (изменения линейного размера кристалла) и их соотношения.
| Рубрика | Химия |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.06.2013 |
| Размер файла | 20,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Электрокристаллизация металлов
Гальванические покрытия, осаждаемые в процессе электролиза, имеют четко выраженный кристаллический характер. Условия электролиза, определяющие характер кристаллизации, оказывают влияние на свойства покрытий: их компактность, защитные свойства, прочность сцепления с основным металлом, твердость, величину внутренних напряжений, блеск и т. д.
В зависимости от состава электролита, плотности тока, температуры электролита, характера его циркуляции могут образовываться плотные компактные осадки, матовые или блестящие, рыхлые губчатые осадки, дендриты, порошкообразные осадки [10; 41; 42; 46].
При электролизе в зависимости от природы металла, состава электролита, температуры рост кристалла с измеримой скоростью требует большего или меньшего сдвига потенциала по отношению к равновесному.
Из уравнения Томсона [35] вытекает, что размеры кристаллических зародышей тем меньше, чем больше поляризация и чем выше плотность тока.
Ход процесса электрокристаллизации и характер образовавшейся поликристаллической структуры металла зависит от скорости образования кристаллических зародышей, линейной скорости кристаллизации (изменения линейного размера кристалла) и их соотношения.
Чем больше скорость образования кристаллических зародышей, чем активнее действуют факторы, тормозящие или совершенно прекращающие рост кристаллов, тем структура осадка более мелкозернистая. Для кадмия, олова, свинца, осаждающихся почти без перенапряжения, приходится изыскивать специальные условия. В противном случае получаются грубокристаллические осадки, часто совершенно не обладающие защитными свойствами. Эти металлы обычно осаждаются чистыми, без включения окислов и гидроокисей. Металлы, разряд и выделение которых сопровождаются высоким перенапряжением (железо, никель, кобальт, хром), осаждаются в виде мелкокристаллических компактных покрытий. Они содержат обычно некоторое количество окислов, гидроокисей, включения водорода. Такие металлы, как молибден, вольфрам, титан, тантал и ниобий, вообще не удалось выделить из водных растворов в чистом виде. Они выделяются обычно только в виде окислов или гидроокисей или очень тонких (до 0,3 мкм) металлических пленок.
Образование и рост кристаллов. Процесс кристаллизации состоит из двух стадий образования зародышей кристаллов и роста кристаллов.
Рис. 1
электрокристаллизация металл кристалл зародыш
Образование зародышей может происходить при определенной температуре и при определенном пресыщении. Образование зародышей может происходить путем самопроизвольной кристаллизации. При этом оба процесса (образование зародышей и рост кристаллов) протыкают одновременно. На рисунке 1 представлена диаграмма с кривыми растворимости и пресыщения. Эти кривые на диаграмме ограничивают три области 1 - стабильная ненасыщенная область, 2 - нестабильная, пересыщенная область в которой происходит рост только кристаллов, уже имеющихся в растворе, 3 - лабильная, пересыщенная область, в которой происходит массовая кристаллизация.
Такое разделение на области весьма условно. Если кривая насыщения точно определяется условиями равновесия, то этого нельзя сказать о границе метастабильной области, положение которой зависит от природы вещества и термодинамических условий, но и от многих внешних факторов (интенсивности перемешивания, наличия в растворе примесей и т.д.).
Кристаллизация начинается в определенных центрах с образованием мельчайших кристаллов (зародышей), состоящих из элементарных ячеек кристаллической решетки. Каждому размеру начального жизнеспособного кристалла соответствует определенная величина пресыщения: она тем больше, чем меньше зародыш. Количество зародышей, возникающих в единице объема за единицу времени, зависит от условий процесса. Самопроизвольное образование числа центров кристаллизации в пересыщенном растворе зависит от времени.
Если скорость образования зародышей больше скорости их роста, получается большое количество мелких кристаллов. Если же скорость роста больше скорости образования зародышей, получается меньше количество крупных кристаллов. Таким образом, изменяя факторы, влияющие на скорость образования зародышей и скорость их роста, можно регулировать размеры кристаллов.
Быстрое охлаждение, перемешивание раствора, высокая температура и низкий молекулярный веских, кристаллов. Наоборот, медленное охлаждение, неподвижность раствора, низкая температура и высокий молекулярный вес способствуют процессу роста и получению крупных кристаллов. Кристаллизация может быть ускорена внесением затравки мелких частиц кристаллизующегося вещества, которые и являются зародышами кристаллов.
В этом случае кристаллизация происходит в основном за счет роста внесенных в раствор затравочных кристаллов. Для получения крупных кристаллов число затравочных кристаллов должно быть не велико.
Размеры кристаллов имеют значение для последующей их обработки. Крупные кристаллы легче высушиваются, отстаиваются, промываются и удерживают меньше влаги при фильтровании и промывке.
Мелкие кристаллы легче растворяются и обычно чище, чем крупные, так как последние часто содержат маточник с находящимися в нем примесями.
Во избежание слеживания следует получать либо крупные кристаллы, либо мелкие кристаллы одинакового размера. Мелкие кристаллы разной величины, особенно кристаллическая пыль, способствуют слеживанию продукта.
Ростом кристаллов называют дальнейшее построение возникшей кристаллической решетки путем отложения молекул из пересыщенного раствора на поверхность зародыша. Вначале молекулы отлагаются у вершин и ребер кристалла в местах наибольшего напряжения поверхностного слоя. Предполагается, что рост кристаллов совершается скачками от одного слоя к другому, с паузами для накопления веществ у граней кристалла. За счет осевших на кристалле молекул падает пересыщение вблизи кристалла и возникает градиент концентраций в пограничном слое.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Зависимость скорости PGH-синтазной реакции от концентрации гемина, кинетическое уравнение процесса. Константа Михаэлиса и величина предельной скорости реакции. Зависимость начальных скоростей реакции от концентраций субстрата при наличии ингибитора.
курсовая работа [851,2 K], добавлен 13.11.2012Межмолекулярные взаимодействия. Водородная связь. Классификация кристаллических тел. Плотнейшие и плотные кристаллические упаковки. Структуры металлов, металлический радиус. Полиморфизм металлов. Энергетические зоны в кристаллах. Интерметаллиды.
лекция [1015,8 K], добавлен 18.10.2013Зависимость высоты слоя и расхода воздуха от скорости газа. Графическое определение критической скорости газа, определение веса слоя. Теоретическая величина скорости начала взвешивания частиц и сравнение ее со значением, полученным экспериментально.
лабораторная работа [436,3 K], добавлен 18.12.2013Роль скорости химических реакций, образования и расходования компонентов. Кинетика химических реакций. Зависимость скорости реакции от концентрации исходных веществ. Скорость расходования исходных веществ и образования продуктов. Закон действующих масс.
реферат [275,9 K], добавлен 26.10.2008Особенности молекулярного, конвективного и турбулентного механизмов переноса молекул, массы и энергии. Расчет средней квадратичной скорости молекул и описание характера их движения, понятие масштаба турбулентности. Процедуры осреднения скорости молекул.
реферат [4,6 M], добавлен 15.05.2011Положение металлов в периодической системе Д.И. Менделеева. Строение атомов металлов и их кристаллических решеток. Физические свойства металлов и общие химические свойства. Электрохимический ряд напряжения и коррозия металлов. Реакции с другими веществами
презентация [1,8 M], добавлен 29.04.2011История происхождения железа. Сущность процесса разрушения металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой. Предохранение поверхности металла от коррозии путем создания на нем защитного слоя и применения ингибиторов.
презентация [1,3 M], добавлен 22.02.2015Анализ проблем изыскания жаростойких металлических материалов, предназначенных для изготовления нагревателей, печей, теплообменников. Знакомство с наиболее распространенными уравнениями скорости окисления металлов. Общая характеристика теории Вагнера.
контрольная работа [83,7 K], добавлен 10.04.2015Характеристика источников образования накипи и способов очистки. Анализ физико-химических основ образования накипи и отложений, влияние характера поверхности на этот процесс. Определение скорости очистки для различных реагентов, кинетические зависимости.
дипломная работа [190,2 K], добавлен 09.03.2010Положение металлов в периодической системе Д.И. Менделеева. Строение атомов металлов, кристаллических решеток. Металлы в природе, общие способы их получения. Физические свойства металлов. Общие химические свойства. Электрохимический ряд напряжения.
презентация [2,3 M], добавлен 09.02.2012Коррозия металла как происходящее на поверхности электрохимическое или химическое разрушение металлического материала. Понятие коррозийного элемента и условия для его образования. Метоты борьбы с ржавчиной, абразивоструйная очистка поверхности металлов.
реферат [21,5 K], добавлен 22.01.2011Уменьшение скорости коррозии как метод противокоррозийной защиты металлов и сплавов. Классификация защитных покрытий (металлические, гальванические, металлизация напылением, неметаллические покрытия, органические, ингибиторная, кислородная и другие).
курсовая работа [1,3 M], добавлен 16.11.2009Атомно-кристаллическое строение металла. Размещение атомов в кристаллографической плоскости. Исследование процесса перехода металла из жидкого состояния в твердое. Изучение роли точечного несовершенства кристаллической решетки в диффузионных процессах.
реферат [863,9 K], добавлен 19.09.2013Кинетический анализ гипотез. Состояние комплексов в растворе. Стехиометрический анализ механизмов. Теория маршрутов реакций и их определение. Соотношения констант скорости и режимы протекания процесса. Приближения квазистационарности и квазиравновесия.
реферат [114,1 K], добавлен 28.01.2009Три типа поведения ПАВ или полярных липидов в зависимости от концентрации. Сферическая мицелла, зависимость процесса роста мицелл от типа ПАВ. Разветвленные мицеллы, мицеллярные растворы. Ламелярная фаза, обращенные структуры. Построение фазовых диаграмм.
контрольная работа [1,9 M], добавлен 04.09.2009Химическая характеристика и свойства металлов, их расположение в периодической системе элементов. Классификация металлов по различным признакам. Стоимость металла как фактор возможности и целесообразности его применения. Наиболее распространенные сплавы.
контрольная работа [13,4 K], добавлен 20.08.2009Кинетика набухания полимера в органическом растворителе в приборе Догадкина. Зависимость степени набухания от времени. Диффузия макромолекул в раствор. Уменьшение энтальпии для изобарно-изотермического процесса. Определение константы скорости набухания.
лабораторная работа [279,0 K], добавлен 01.12.2011Основные понятия химической кинетики. Сущность закона действующих масс. Зависимость скорости химической реакции от концентрации веществ и температуры. Энергия активации, теория активных (эффективных) столкновений. Приближенное правило Вант-Гоффа.
контрольная работа [41,1 K], добавлен 13.02.2015Влияние кислорода на полимеризацию с катализаторами. Особенности образования соединений ванадия высшей валентности. Зависимость эффективных констант скорости полимеризации этилена. Порядок подачи компонентов катализатора и кислорода в реакционную зону.
статья [362,6 K], добавлен 22.02.2010Влияние гидроксидов d-металлов на электрохимические характеристики и скорость диссоциации молекулы воды в биполярной мембране. Методы исследования: вольт-амперометрия, частотный спектр электрохимического импеданса. Расчёт эффективных констант скорости.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 30.12.2014
