Исходные данные - Теоретические основы электрохимической обработки материалов
Охарактеризуйте процессы на катоде и аноде при ЭХО сплава ВТ3-1 (Al-5,5-6,5; Mo-2-3%; Cr-0,8-2,3%; Si-0,2-0,4%; Fe-0,2-0,7%; основа титан) в 20% растворе NaNO3, рассчитайте скорость анодного растворения при условии: U=14 B, МЭЗ=0,15мм, выход по току -0,80.
Необходимо:
- - рассчитать электрохимический эквивалент обрабатываемого материала; - из справочной литературы в зависимости от состава, концентрации и температуры электролита выбрать его электропроводность; - скорость анодного растворения.
Механизм анодного растворения
Электролит растворение анодный
Удаление металла при размерной электрохимической обработке (ЭХО) происходит под действием электрического тока в среде электролита без непосредственного контакта между инструментом и заготовкой. В основе процесса ЭХО лежит явление анодного растворения металлов. Анодное растворение может протекать в электролитах различного состава, в том числе в неагрессивных электролитах - водных растворах хлорида натрия, нитрата натрия и др. Эти соли дешевы и безвредны для обслуживающего персонала.
Под действием тока в электролите материал анода растворяется и в виде продуктов обработки выносится из промежутка потоком электролита. В результате реакций образуются газообразные продукты, которые удаляются в атмосферу. Катод, который служит инструментом, не изнашивается, что является одной из положительных особенностей процесса ЭХО.
При растворении в воде молекулы, например, солей, распадаются на положительные (катионы) и отрицательные (анионы) ионы. Молекулы воды поляризуются и располагаются в виде сферы вокруг какого-то центрального иона.
Если электроды погружены в электролит, то на их поверхности протекает обратимая реакция Ме-Меn++ne, где n - валентность металла; Меn+ - ион в растворе; е - элетрон. На поверхности металла возникает положительный заряд и к нему притягиваются отрицательно заряженные ионы из раствора. На границе электролита с металлом образуется так называемый двойной электрический слой, подобный тому, какой возникает на обкладках конденсатора. Один слой представляет поверхностные заряды в металле (+), другой - ионы в растворе (-). За счет этого на электродах возникают скачки электрического потенциала. Протекание процесса ЭХО становится возможным, если приложить внешнее напряжение, превышающее разность ца - цк, где ца - скачок потенциала на аноде, а цк - скачок потенциала на катоде. При подключении электродов к источнику напряжения ионы начинают двигаться в электрическом поле через межэлектродный промежуток от электрода к электроду.
Расчет электрохимического эквивалента обрабатываемого материала
Электрохимический эквивалент сплава рассчитывается по формуле:
Где P1, P2, Pn - содержание компонентов сплава, %;
K1, K2, Kn - электрохимические эквиваленты компонентов, г/(А-ч).
Сплав ВТ3-1 содержит:
Компонент |
Содержание, % |
Электрохимический эквивалент, г/(А-ч) |
Al |
5,5-6,5(6) |
0,336 |
Mo |
2-3(2,5) |
0,894 |
Cr |
0,8-2,3(2) |
0,646 |
Si |
0,2-0,4(0,3) |
0,262 |
Fe |
0,2-0,7(0,5) |
1,038 |
Ti |
88,7 |
0,444 |
Объемный электрохимический эквивалент Коб, мм3/(А-ч):
Где - плотность металла.
Электропроводность электролита
Из справочной литературы в зависимости от состава, концентрации и температуры электролита выберем электропроводность.
Электролит: 20% NaNO3
Электропроводность: 20% NaNO3: (tэ=20°С)
Для сложных электролитов удельную электропроводность обычно определяют по компоненту, концентрация которого в растворе наибольшая.
Похожие статьи
-
Электролиз протекает только в тех средах, которые проводят электрический ток. Способностью проводить ток обладают также водные растворы оснований и...
-
Рассмотрим простейший гальванический элемент Даниэля-Якоби, состоящий из двух полуэлементов - цинковой и медной пластин, помещенных в растворы сульфатов...
-
Электрохимические процессы, Электродный потенциал - Систематика химических элементов
Электродный потенциал Электрохимические процессы - Это процессы взаимного превращения химической и электрической форм энергии. Их можно разделить на две...
-
Электролиз - физико-химический процесс, состоящий в выделении на Электродах составных частей растворенных веществ или других веществ, который возникает...
-
Коррозия - это самопроизвольный процесс разрушения металлов и сплавов в результате окислительно-восстановительного (химического, электрохимического и...
-
Теоретические основы кондуктометрического метода анализа - Электрохимические методы исследования
Кондуктометрические методы анализа основаны на измерении электропроводности исследуемых растворов. Существует несколько методов кондуктометрического...
-
Сущность и особенности вольтамперометрии - Электрохимические методы анализа
Вольтамперометрия это совокупность электрохимических методов анализа, основанных на использовании вольтамперных зависимостей I = F ( E ), которые...
-
Гальванический элемент. ЭДС гальванического элемента - Основы химии
Рассмотрим простейший гальванический элемент Даниэля - Якоби, состоящий из двух полуэлементов - цинковой и медной пластин, помещенных в растворы...
-
Электрохимические ячейки - Электрохимические методы анализа
В вольтамперометрии используются ячейки, состоящие из поляризуемого рабочего и неполяризуемого электрода сравнения. Требования к рабочему электроду: §...
-
ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОХИМИИ - Неограническая химия
Задание 6.1. В данной (табл. VI.1) окислительно-восстановительной реакции уравняйте стехиометрические коэффициенты ионно-электронным методом и...
-
Поляризация электрода - Электрохимические методы анализа
Если к системе электродов, погруженных в раствор, приложить напряжение, то по цепи будет проходить электрический ток. При этом на электродах будут...
-
Кинетика электродных процессов. Электродным процессом называется сумма всех изменений, происходящих во времени на поверхности электрода при потенциале,...
-
Основные способы защиты металлов от химической и электрохимической коррозии - Химическая коррозия
Коррозию металлов можно затормозить изменением потенциала металла, пассивацией металла, снижением концентрации окислителя, изоляцией поверхности металла...
-
Теоретические основы процесса выпаривания Для осуществления процесса выпаривания необходимо теплоту от теплоносителя передать кипящему раствору, что...
-
Программное обеспечение, Первичная обработка экспериментальных данных - Основы качественного анализа
На компьютерах кафедры общей и неорганической химии все необходимое установлено, а если Вы предполагаете выполнять работу на своем компьютере, то...
-
Гедонистический подход Гедонистический подход используется при анализе ценообразования и заключается в моделировании цены объекта как функции от его...
-
ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА ФАРАДЕЯ - Основные законы электротехники и их использование
При электролизе масса превращенного вещества прямо пропорциональна количеству электричества, прошедшего через электролитическую ячейку. При прохождении...
-
Заключение - Характеристика электролиза как химического процесса
Анализ научной и научно-популярной литературы свидетельствует о том, что процессы электролиза растворов и расплавов интересуют ученых и технологов в...
-
Получение водорода электролизом воды, Понятие и сущность электролиза - Электролиз воды
Понятие и сущность электролиза Электролизом называется окислительно-восстановительный процесс, происходящий на электродах под действием электрического...
-
Проводниковые материалы - Цветные металлы
К этой группе материалов относятся металлы и их сплавы. Чистые металлы имеют малое удельное сопротивление. Исключением является ртуть, у которой удельное...
-
Инверсионная вольамперометрия - Электрохимические методы анализа
Инверсионная вольтамперометрия позволяет существенно увеличить чувствительность. Идея метода инверсионной полярографии состоит в выделении определяемого...
-
Принципиальная схема кислородно-водородного топливного элемента [8] приведена на рисунке 3. Основным его элементом является мембрана, обладающая...
-
Методы кондуктометрии - Электрохимические методы исследования
Контактные методы. Измерения проводят с помощью контактных ячеек (рис. 3, а). При этом используют электроды из Pt, Ti, нержавеющей стали и др. Для...
-
Теоретические основы масс-спектрометрии Масс-спектрометрия представляет собой метод исследования веществ, основанный на определении массы (точнее,...
-
Определение теплоты и энтропии адсорбции или растворения на основе хроматографических измерений Коэффициент адсорбции Г и коэффициент распределения К -...
-
Теоретические основы каталитического пиролиза - Пиролиз углеводородного сырья
Теоретические основы процесса каталитического пиролиза в настоящее время изучены недостаточно. В качестве активных компонентов катализаторов для пиролиза...
-
Синтез полимеров - Полимеры и материалы на их основе
Полимеры получают методами полимеризации или поликонденсации. Полимеризация (полиприсоединение). Это реакция образования полимеров путем...
-
Материалы, получаемые на основе полимеров - Полимеры и материалы на их основе
На основе полимеров получают волокна, пленки, резины, лаки, клеи, пластмассы и композиционные материалы (композиты). Волокна получают путем продавливания...
-
Кинетика процесса нитрования - Синтез пара-нитродифенила. Теоретические основы нитрования
Нитрование ароматических углеводородов смесями азотной и серной кислот протекает по ионному механизму. В. В. Марковников указал, что при взаимодействии...
-
Процесс нитрования углеводородов смесью азотной и серной кислот протекает в гетерогенной среде, так как образуются две фазы - органическая...
-
Обсуждение результатов - Синтез пара-нитродифенила. Теоретические основы нитрования
Для нитрования дифенила использовалась смесь азотной и уксусной кислот. Так как при нитровании в смеси азотной и серной кислот образуются...
-
Катализаторы При алкилировании ароматических углеводородов (бензол, толуол и др.) хлорпроизводными в промышленности в качестве катализатора используют...
-
Технология получения стекла Технология получения стекла состоит из двух производственных циклов. Цикл технологии стекломассы включает операции: А)...
-
Исходные данные для расчета реакторов - Проектирование химического реактора идеального смешения
При выборе конструкции и определении размеров реактора необходимо принимать во внимание различные факторы и, прежде всего, располагать данными о скорости...
-
Процесс получения винилхлорида сбалансированным методом из этилена состоит из шести стадий: 1. синтез 1,2-дихлорэтана прямым жидкофазным хлорированием...
-
Теоретические основы процесса Реакторы смешения - это емкостные аппараты с мешалкой или циркуляционным насосом. Человечество давно пользуется...
-
С помощью регистрирующих приборов - самописцев, которые измеряют и автоматически записывают последовательность сигналов детектора, получают кривую...
-
Обзор методов получения хлорпарафинов - Теоретические основы получения хлорпарафинов
Известен способ получения жидких хлорпарафинов в промышленном масштабе хлорированием парафина в расплаве. Процесс состоит из следующих стадий: 1....
-
Общее понимание хлорпарафинов - Теоретические основы получения хлорпарафинов
ХЛОРПАРАФИНЫ, технические продукты общей формулы CnH2n-mClm(n = 10 - 30, m = 1 - 24). Различают жидкие хлорпарафины (до 50% хлора по массе) и твердые...
-
Задание и исходные данные Необходимо рассчитать насадочную ректификационную колонну для разделения бинарной смеси диоксан - толуол. GD=1000 кг/ч, xF=45%...
Исходные данные - Теоретические основы электрохимической обработки материалов