Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Электрохимическое и коррозионное поведение многокомпонентных свинцово-кальциевых сплавов в растворе серной кислоты : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.05

Год: 2013

Номер работы: 3967

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

Актуальность темы Свинцово-кислотные аккумуляторы (СКА) занимают 70-80% рынка химических источников тока и являются бесспорными лидерами в области автомобильных, стационарных и тяговых аккумуляторов. По комплексному показателю основных характеристик аккумуляторов, а именно, по разрядному напряжению

1.8-

2.1 В, удельной энергии 30 - 50 Втч/кг, 60 - 110 Втч/л, ресурсу при глубине разряда 80% в 600-1000 циклов, саморазряду при 20°С

0.1 -

0.2 % в сутки, диапазону рабочих т

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР СПЛАВЫ ДЛЯ РЕШЕТОК ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫХ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

В открытых свинцово-кислотных аккумуляторах при изготовлении решеток долгое время использовался чистый свинец, который обеспечивал высокую коррозионную стойкость положительных решеток и приводил к снижению газообразования на отрицательном электроде вследствие высокого перенапряжения выделения водорода на нем. Батареи со свинцовыми решетками показывали приемлемые эксплуатационные характеристики при плавающей нагрузке (в условиях постоянного подзаряда). Однако решетки из чистого свинца имеют ни

Механические свойства свинцовых решеток значительно улучшаются при введении кальция. Свинцово-кальциевые сплавы по своим механическим свойствам сопоставимы со свинцово-сурьмяными сплавами, которые используются в открытых свинцово-кислотных аккумуляторах. В литературе проблема использования свинцово-кальциевых сплавов начала обсуждаться достаточно давно [20-21]. Первые бинарные сплавы содержали кальций в количестве около

0.03 мае. %. Аналогичные сплавы использовались в батареях для подво

Добавление олова к чистому свинцу и свинцово-кальциевым сплавам значительно сократило число проблем, возникающих при циклировании батарей со свинцовыми решетками. Малые количества (

0.3 -

0.6 вес. %) олова кардинально повышают восприимчивость батарей со свинцовыми решетками к заряжению [40]. Добавление

0.6 -

0.7 вес.% Sn к свинцовой положительной решетке сильно уменьшает быструю потерю емкости герметизированными свинцово-кислотными аккумуляторами (ГСА) в течение первых

Для выяснения механизма влияния олова на важнейшие характеристики свинцовых сплавов рассмотрим влияние олова на их электрохимическое поведение. Изучение анодного поведения олова и сплава РЬ - 10 мас.% Sn в растворе серной кислоты с различной концентрацией [45] показало, что оловянный электрод становится пассивным только в растворе серной кислоты с концентрацией более, чем 3 М. Результаты эксперимента с вращающимся дисковым электродом с кольцом показали, что олово растворяется с образованием S

В настоящее время свинцово-кальциевые сплавы заменили свинцовосурьмяные в качестве материала для положительных решеток СКА. Но тем не менее, коррозия положительных решеток остается одной из главных причин преждевременного выхода из строя СКА, особенно для автомобильных аккумуляторов [56-60]. Можно выделить два типа коррозии:

1) рост слоя РЬО на границе сплав/активная масса (контактный коррозионный слой) при глубоком разряде. Низкая проводимость РЬО делает невозможным перезаряд активной

1.4 Легированные свинцово-кальциево-оловянные сплавы Серебро Серебро добавляют к свинцово-кальциево-оловянным сплавам для увеличения их сопротивления ползучести и коррозионной стойкости, а также для предотвращения разрастания положительных токоотводов в условиях высоких температур [82]. Работа [83] была посвящена изучению свойст многокомпонентных сплавов Pb-Sn-Ca-Ag. Легирование свплавов серебром привело к сильной сегрегации на границах зерен. По результатам их исследования установлено, что

В качестве объектов исследования были использованы: свинец (марки «ч»), олово (марки «ч») и свинцовые сплавы (таблица

2.1). Таблица

2.1 Составы исследуемых свинцовых сплавов, мас.% Элемент Sn Са А1 Ва 1

1.0 - 2

1.5 - -группа 4 3

3.0

2.0 - Номер сплава П-группа 5 6 7 8

1.0

10.0

1.0

1.0

0.01

0.04

0.06

0.015

0.015

0.015 - 9

1.0

0.08

0.015 - Ш-группа 10 12 11

1.0

1.0<

2.2.1 Методика электрохимических измерений Основным методом электрохимических исследований служила циклическая вольтамперометрия с линейной разверткой потенциала. Поляризация электродов осуществлялась с использованием электрохимического комплекса AUTOLAB PGSTAT302N, контролируемого персональным компьютером. Из каждого сплава были изготовлены образцы в форме пластин с геометрической поверхностью 1 х 1 см . Перед измерениями поверхность рабочего электрода механически шлифовалась наждачной бум

Коррозионная устойчивость исследуемых сплавов определялась по убыли массы образцов сплавов после их окисления в потенциостатических условиях и удаления с поверхности оксидной пленки. Исследуемые образцы в виде дисков с диаметром

2.3 см выдерживали при потенциале

2.15 В в трехэлектродной ячейке в растворе

4.8 М серной кислоты при 40°С. В качестве вспомогательного электрода использовался платиновый электрод. Время анодной поляризации электродов составляло 10, 30, 60, 180 минут

Для проведения микроструктурного анализа свинцовых сплавов поверхность образцов механически шлифовались наждачной бумагой различной зернистости. Затем образцы тщательно промывались дистиллированной водой, химически полировались в растворе следующего состава:

1.5 мл 50 % перекиси водорода и

48.5 мл ледяной уксусной кислоты [98]. После чего электрод полировали войлоком, еще раз промывали дистиллированной водой. Шлифы травились в течение 3 часов без нагрева или 0 . 5 - 2 минут в на

Качественный и количественный анализ элементного состава анодных пленок производился с применением энергодисперсионного флуоресцентного рентгеновского спектрометра EDX-720 (производитель SHIMADZU, Япония), методом калибровочных кривых. Для возбуждения спектра использовалась рентгеновская трубка с Rh - анодом (напряжение 50кВ, ток ЮОмкА). Для построения калибровочных кривых были приготовлены стандартные растворы свинца и олова:

1.0 г свинца в виде тонкой стружки растворяют в 20 мл разбав

2.2.5 Методика импедансно-спектроскопических измерений Для поляризации электродов использовался электрохимический комплекс AUTOLAB PGSTAT302N, контролируемый персональным компьютером. Измерения проводились в стандартной трехэлектродной ячейке. Рабочим электродами служил свинец и его сплавы, вспомогательным - платиновая спираль, обернутая в платиновую сетку. В качестве электрода сравнения использовался насыщенный хлоридсеребряный электрод. В качестве электролита использовался раствор

4

2.2.6 Электронная микроскопия Изучение морфологии поверхности окисленных электродов из исследуемых сплавов проводилось в лаборатории диагностики наноматериалов и структур Образовательно-научного института наноструктур и биосистем Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского с использованием сканирующего электронный микроскоп MIRA 2 LMU, оснащенного системой энергодисперсионного микроанализа INCA Energy. Разрешающая способность микроскопа достигает 5 нм, а чувствительнос

2.2.7 Рентгенофазовый анализ Рентгенофазовый анализ проводился на дифрактометре ДРОН-4 с использованием рентгеновской трубки с медным анодом (Си-К а излучение). Формирование анодной пленки на поверхности электродов из исследуемых сплавов проводилось при различных потенциалах:

1.3,

1.7,

2.05,

2.15Вв течение 6 часов после предварительного циклирования (5 циклов) в области от минус

1.0 В до потенциала, при котором она наращивалась. После чего электрод промывался ди

ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ И КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОДОВ ИЗ СВИНЦА, ОЛОВА И БИНАРНЫХ СВИНЦОВО-ОЛОВЯННЫХ СПЛАВОВ Как было показано в литературном обзоре, добавление олова к свинцу и свинцово-кальциевым сплавам влияет на их механические свойства и процесс коррозии решеток, повышает проводимость контактно-коррозионного слоя на границе решетка/активная масса электрода и увеличивает циклируемость свинцово-кислотных батарей. Однако механизм влияния олова на механические и коррозионные свойств