POID3, POLITECHNIKA KOSZALI˙SKA


POLITECHNIKA KOSZALIŃSKA

Wydział Mechaniczny

Zakład Elektrochemii Powierzchni

L A B O R A T O R I U M

Z TECHNOLOGII POWIERZCHNI I POWŁOK

ĆWICZENIE NR 3

Temat ćwiczenia:

Badanie charakterystyk polaryzacyjnych w procesie ECP

Grupa/Rok studiów IZK III Grupa K - 02

Semestr VI

Sprawozdanie wykonał

Paweł Urban Magdalena Krudos

Data wykonania ćwiczenia

11 marzec 1997

Data zaliczenia

Sprawdził/Ocena

KOSZALIN 1997

Informacje wstępne.

Polerowanie chemiczne i elektrolityczne można rozpatrywać jako zabieg wykańczający, lub zabieg wstępny.Oba procesy, zarówno polerowanie elektrolityczne jak i chemiczne mają charakter elektrochemiczny. W procesie polerowania elektrolitycznego metal zanurzony w odpowiedniej kąpieli, w określonych warunkach elektrycznych i odpowiedniej temperaturze, może rozpuszczać się na anodzie w ten sposób, że powierzchnia jego zostaje wygładzona i wybłyszczona. W przypadku polerowania chemicznego proces odbywa się bezprądowo, z dodatkiem środków utleniających do kąpieli.

Ze względu na złożony charakter procesów elektrodowych, nie wszystkie metale dają się polerować z jednakowym powodzeniem. Najlepsze efekty osiąga się gdy struktura metalu jest jednorodna i drobnoziarnista

Proces polerowania elektrolitycznego posiada szereg zalet, które stanowią o szerokim zastosowaniu z różnych gałęziach. Najważniejszą z nich jest możliwość polerowania przedmiotów o skomplikowanych kształtach. W procesie tym nie jest konieczne przygotowanie powierzchni, gdyż nie ma to wpływu na końcowy efekt. W innych metodach byłoby to niemożliwe. Oczyszczanie powierzchni stosuje się tylko ze względu na trwałość elektrolitu, spełnia on tutaj rolę „materiału ściernego”.

Proces polerowania elektrolitycznego jest sterowanym procesem roztwarzania powierzchni anody w warunkach pseudopasywnych w celu uzyskania szczególnych cech powierzchni. Do opisu procesu służą charakterystyki polaryzacyjne, zwane też charakterystykami woltamperometrycznymi, lub charakterystykami prądowo-napięciowymi.

ia = f(E)

gdzie:

ia - gęstość prądu anodowego;

E - potencjał anody względem normalnej elektrody odniesienia.

Oto typowa zależność gęstości prądu anodowego od potencjału przyłożonego do elektrody miedzianej w roztworze kwasu ortofosforowego.

0x01 graphic

Na każdym z odcinków krzywej zachodzą inne zjawiska:

AB - zakres aktywnego rozpuszczania miedzi, powodujący trawienie warstwy wierzchniej próbki, bardzo mocno zależy od potencjału anody.

BD - rozpuszczanie powierzchni, dającemu jasną strukturę metalu, nie zawsze dobrze wygładzoną;

BC - najintensywniejsze rozpuszczanie powierzchni;

CF - niemal poziomy odcinek krzywej, tzw. plateau krzywej polaryzacji, odpowiadający gęstości prądu granicznego ilim.

EF - zakres „najlepszego elektropolerowania”,

FG - gwałtowny, ciągły wzrost gęstości prądu anodowego i wydzielanie się pęcherzyków tlenu na powierzchni próbki. Przy braku mieszania na powierzchni metalu powstaje pitting w postaci widocznych pod mikroskopem małych wżerów.

Zarówno sam przebieg krzywej polaryzacji, jak i poziom plateau zależą od wielu czynników, w tym głównie od temperatury roztworu. Innym naturalnym sposobem zwiększania anodowej gęstości prądu jest zwiększenie względnej szybkości roztworu względem polerowanej powierzchni.

0x01 graphic

Przy polerowaniu stali, krzywe polaryzacyjne spełniają nieco inną rolę. Zakres plateau, na ogół mniejszy niż przy polerowaniu miedzi, świadczy jedynie o możliwości uzyskania lepszej lub gorszej powierzchni. Zakres „najlepszego ECP” znajduje się bowiem poza obszarem plateau, w kierunku wyższych potencjałów anody. Jest to więc zakres „gazowania” elektrody a zatem dla uzyskania dobrych wyników jakości powierzchni, konieczne jest zapewnienie odpowiednich warunków hydrodynamicznych dla szybkiego odprowadzenia gazu.

Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest poznanie budowy stanowiska i zasady badania charakterystyk polaryzacyjnych w procesie polerowania elektrolitycznego metali i wyznaczenie krzywej polaryzacji anodowej stali w określonym roztworze elektrolitu.

Przebieg ćwiczenia.

Podczas wykonywania ćwiczenia obserwowaliśmy wykreślanie krzywej polaryzacji anodowej za pomocą układu pomiarowego jak na poniższym rysunku.

Schemat blokowy układu pomiarowego:

GENERATOR POTENCJOSTAT REJESTRATOR

PG - 30/1 PG - 30/1 SVI 738

OUTPUT INPUT OUT Eref IN A

PROGRAM A

OUT I IN B

Eref Ec Ew

Eref Ec Ew

Układ elektrolizera z elektrodą odniesienia

Ew Ec

Hg2SO4 0,1nH2SO4

Hg

Lp.

E [V]

I

Lp.

E [V]

I

Lp.

E [V]

I

1

0,009

0

52

0,853

53

103

1,306

128

2

0,089

0

53

0,862

55

104

1,315

129

3

0,178

0

54

0,871

56

105

1,324

129

4

0,267

0

55

0,880

57

106

1,333

128

5

0,355

0

56

0,888

58

107

1,342

129

6

0,444

0

57

0,897

59

108

1,350

128

7

0,453

20

58

0,906

61

109

1,359

130

8

0,462

20

59

0,915

62

110

1,368

130

9

0,471

20

60

0,924

63

111

1,377

129

10

0,480

20

61

0,933

63

112

1,386

129

11

0,489

20

62

0,942

64

113

1,395

130

12

0,498

20

63

0,951

63

114

1,404

-90

13

0,506

20

64

0,960

64

115

1,413

-90

14

0,515

20

65

0,968

66

116

1,422

-90

15

0,524

20

66

0,977

66

117

1,430

-90

16

0,533

20

67

0,986

64

118

1,439

-90

17

0,542

20

68

0,995

66

119

1,448

-89

18

0,551

20

69

1,004

65

120

1,457

-87

19

0,560

20

70

1,013

66

121

1,466

-86

20

0,569

20

71

1,022

65

122

1,475

0

21

0,578

20

72

1,031

68

123

1,484

0

22

0,586

20

73

1,040

69

124

1,493

0

23

0,595

20

74

1,048

71

125

1,502

0

24

0,604

20

75

1,057

73

126

1,510

0

25

0,613

20

76

1,066

73

26

0,622

20

77

1,075

76

27

0,631

20

78

1,084

80

28

0,640

20

79

1,093

80

29

0,649

19

80

1,102

86

30

0,657

20

81

1,111

88

31

0,666

20

82

1,119

91

32

0,675

19

83

1,128

96

33

0,684

20

84

1,137

99

34

0,693

19

85

1,146

104

35

0,702

20

86

1,155

110

36

0,711

20

87

1,164

114

37

0,720

20

88

1,173

118

38

0,729

20

89

1,182

121

39

0,737

19

90

1,191

126

40

0,746

20

91

1,199

130

41

0,755

21

92

1,208

128

42

0,764

22

93

1,217

129

43

0,773

25

94

1,226

130

44

0,782

30

95

1,235

139

45

0,791

33

96

1,244

130

46

0,800

38

97

1,253

130

47

0,809

40

98

1,262

130

48

0,817

45

99

1,271

128

49

0,826

47

100

1,279

128

50

0,835

48

101

1,288

129

51

0,844

51

102

1,297

129

Uwagi i wnioski.

Wyznaczanie krzywej polaryzacji anodowej odgrywa bardzo ważną rolę w procesie elektropolerowania. Jest niezbędne do zrozumienia zachodzących zjawisk. Znajomość charakterystyki jest niezbędna do zaprojektowania procesu technologicznego polerowania elektrochemicznego każdego materiału. Do tego celu potrzebna jest znajomość zakresu potencjału, w którym występuje tzw. krzywa plateau i zakres najlepszego polerowania. Ważna jest również znajomość zakresu, w którym występuje wydzielanie się pęcherzyków tlenu na powierzchni próbki, które prowadzi do powstawania na powierzchni metalu tzw. pittingu w postaci widocznych pod mikroskopem małych wżerów.

W przeprowadzonym przez nas doświadczeniu szerokość zakresu plateau wyniosła 0,1V. Na początku wykresu wystąpił wzrost wartości prądu, który może być spowodowany warunkami początkowymi pracy urządzenia pomiarowego.Szerokość zakresu plateau dla stali jest dziesięciokrotnie mniejsza niż dla miedzi co świadczy o tym, że ustalenie parametrów jest znacznie trudniejsze.

Technologia Powierzchni i Powłok - Laboratorium

Str. 7

Peweł Urban & Magda Krudos

Przewód Cu w izolacji z sieciowanego PE

Ew - anoda

Łącznik PE

Elektroda pomocnicza (1H18N9T) - stal

Teflonowa podstawka elektrody

Eref - elektroda odniesienia

Zakres potencjału anodowego odpowiadający obszarowi plateau.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
2LAB, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, Fizyka, sprawka od Mateusza, Fizyka -
WYKRES73, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
C7, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, Fizyka, sprawka od Mateusza, Fizyka - la
b, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, muniol, I rok, pam - egz, 1 koło
Fizzad2, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
STOS-EM, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
Fizyka21, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
FizWyks2, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
ROZS, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, Labolatorium Fizyki
065S~1, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
Laboratorium 4, Politechnika Koszalińska, III semestr, Laboratorium techniki cyfrowej
FizPrad, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
051C~1, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
Politechnika KoszalińskaKoszalin

więcej podobnych podstron