Способ поляризационных измерений Советский патент 1988 года по МПК G01N27/50 

Изобретение относится к электрохимическим измерениям и может быть использовано для изучения диффузионной кинетики в системах с расплав- ленным электролитом и твердым рабочим электродом.

Цель изобретения - повышение точности поляризационных измерений.

Сущность способа заключается в восстановлении поверхности рабочего электрода путем пропускания импульса тока обратной полярности с последующей паузой, причем в течение итеративного процесса измерений уточняют- ся значения , а и t. Благодаря восстановлению поверхности рабочего электрода достигается необходимая точность задания плотности поляризующего тока. Итеративность измерений позволяет повысить их точность за счет последовательного уточнения параметров модели диффузионной кинетики i „р и 8 , по которым определяют длительности поляризующих импуль- сов тока.

На чертеже приведен алгоритм, в соответствии с которым реализуется предлагаемый способ.

Способ осуществляют следующим об- разом.

На входе алгоритма (блок 1) имеются начальное А и конечное В значения логарифма поляризующего тока, ща приращения логарифма h, точность вое производимости предельного диффузионного тока, коэффициент диффузии D, исходные значения предельной диф ИСХфузионной плотности тока iпо и толщины диффузионного слоя . Блок 2 соответствует процедуре расчета времен t(i), где i вычисляется для амплитуд поляризующего тока, обусловленных его логарифмической разверткой, при известной площади рабо- чего электрода.

После задания исходного значения логарифма тока (блок 3) осуществляется цикл равзертки тока (блоки А - 10), в процессе которого снимают поляризационную кривую. Вслед за подачей поляризующего импульса (блок

4)реализуется прерывание тока (блок

5)и измерение потенциала рабочего электрода if (блок 6). Прерывание необходимо для исключения влияния омической потери напряжения. Затем с целью восстановления поверхности рабочего электрода подают (блок 7)

с

10 15 20 25

30

.,5

дс

40

5

импульс тока обратной полярности с той же.амплитудой и длительностью, что и у предшествующего поляризующего импульса, потом выдерживают бестоковую паузу (блок 8), необходимую для установления исходного гидродинамического режима и для устранения отрицательного влияния импульса -обратной полярности, связанного .оо случайным отклонением амплитуды или длительности импульса от заданных значений. Минимальная длительность паузы определяется временем установления исходного состояния объекта после прдачи на него импульса тока обратной полярности, а максимальная ее длительность выбирается исходя из возможных отклонений от ранее определенной минимальной длительности.Если развертка тока не завершена (блок 9), то его логарифм увеличивается (блок 10) на величину шага, и описанная последовательность действий (блоки 4-8) повторяется для новой амплитуды тока. В противном случае производится (блок 11) вычисление новых значений inn и 5 , осуществимое по известным методикам с использованием полученной поляризационной кривой.Есди цикл развертки тока был первым с начала измерений, то происходит (блок 12) возврат к вычислению (блок 2) t(i) по новым i пр и 5 . Иначе (блок 13) оценивается точность воспроизводимости предельной диффузионной плотности тока. Если она удовлетворяет заданной, то измерения прекращаются и на выходе (блок 15) имеется итоговая поляризационная кривая. В противном случае (блок 14) производится

уточнение „

Р

и о путем присвоения им новых значений и цикл повторяется.

Пример. Поляризация уранового катода в расплаве KCl-NaCl VCl (5 мас.% по V) при 750 С, Вспомогательный электрод изготовлен из урана, измерения потенциала проводят относительно хлорного электрода сравнения. Расплав и электроды помещают в корундовый контейнер, размещенный в заполненной аргоном кварцевой пробирке, причем электроды крепят к резиновой пробке пробирки,

Поляризационная установка включает трехэлектродную эле ктрохимическую

:ячейку, источник поляризующего тока, источник деполяризующего тока, регистратор потенциала, программируемый таймер и микроэвм. После каждого поляризующего импульса осуществляют восстановление поверхности катода путем подачи деполяризующе го импульса с последующей паузой 5 с.

По полученной поляризационной кривой определяют значения и о по которым пересчитывают длительности импульсов, после чего снимают новую поляризационную кривую. Процесс повторяют до тех пор, пока раз ность величин предельной диффузионной плотности тока, полученных для двух последовательных поляризационных кривых, не становится меньшей 0,001 А/см.

Точность предлагаемого способа составляет 2-4%.

.Формула изобретения 25

Способ поляризационных измерений, заключающийся в пропускании прямоугольного импульса тока между рабочим и вспомогательным электродами элек- п трохимической ячейки со ступенчато нарастающей от импульса к импульсу амплитудой, длительность которых определяют из соотношения

48 , tn уГц 1

г ir ДПР

I -Г г J

1) ехр 1

- 1

где 8 - толщина диффузионного

слоя;

D - коэффициент диффузии; i - плотность тока;

1„ - предельная диффузионная

плотность тока; п - валентность потенциалоопределяющих ионов; F - число Фарадея; йц - заданная погрешность измерения потенциала рабочего электрода;

R - универсальная газовая постоянная;Т - температура,

причем потенциал рабочего электрода фиксируют непосредственно после окончания очередного импульса, о т- личающийся тем, что, с целью повьшения точности поляризационных измерений, после каждой фиксации потенциала между рабочим и вспомогательным электродами ячейки пропускают прямоугольный импульс тока обратной полярности с той же амплитудой и длительностью, что и у предшествующего поляризующего импульса, затем выдерживают бестоковую паузу, при этом по окончании очередного цикла развертки тока из полученной поляризационной кривой определяют значение ipp и определяют значение S по формуле

S

nF-P C

где С - концентрация потенциалооп- ределяющих ионов в электролите,

затем устанавливают значения длительностей импульсод, соответствующих измеренным величинам inp, о , после чего осуществляют следующий цикл развертки, причем циклы повторяют до получения воспроизводимых значений предельной диффузионной плотности тока с заданной точностью.

Изобретение касается электрохимических измерений и может быть использовано для изучения диффузионной кинетики в системах с расплавленным электролитом и твердым рабочим электродом. Целью изобретения является повьппение точности поляризационных измерений. Способ включает пропускание между рабочим и вспомогательным электродами, прямоугольных импульсов тока со ступенчато нарастающей амплитудой и определенной расчетным путем длительностью, измерение потенциала рабочего электрода - после пропускания импульса, пропускание импульса той же длительности и амплитуды, по обратной полярности, вьщерживание бестоковой паузы, определение по окончании цикла развертки нового значения предельной диффузионной плотности, вычисление нового значения толщины диффузионного слоя, вычисление по новым значениям указанных параметров нового значения длительности импульса. Циклы указанных операций повторяются до достижения заданной точности воспроизводимости предельной диффузионной плотности тока. Цель изобретения достигается за счет лучшего восстановления поверхности рабочего электрода и оперативного уточнения параметров модели диффузионной кинетики. 1 ил. & 0 О5 00 О5 4