Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 61, № 7 (2025)
Моделирование электрохимической размерной обработки цилиндрических поверхностей частично изолированным катодом-инструментом
Аннотация
Проведено моделирование процесса электрохимической размерной обработки (ЭХРО) внешней поверхности вращающейся цилиндрической детали цилиндрическим катодом с частично изолированной поверхностью. Показано, что частичная изоляция поверхности электрода-инструмента (ЭИ) позволяет увеличить локализацию процесса растворения металла на нужном участке обрабатываемой детали. Степень локализации тем больше, чем меньше неизолированная часть ЭИ и минимальный межэлектродный зазор, при котором происходит обработка. Частичная изоляция поверхности ЭИ приводит к некоторому снижению производительности ЭХРО, но краевой эффект на границе изолированной и неизолированной частей ЭИ частично компенсирует этот недостаток.
313-327
Транспортные характеристики перфторированной сульфокатионообменной мембраны в отношении катионов ванадия (IV) и (V)
Аннотация
Ионообменная мембрана в контакте с кислым раствором ванадиевых солей – объект исследования многих научных групп в контексте его непременного присутствия в качестве элемента мембранно-электродных блоков как полностью ванадиевой редокс-батареи, так и гибридных проточных источников тока, использующих соединения ванадия на одном из полуэлементов. В настоящей работе проведена апробация нового метода оценки транспортных характеристик мембраны Nafion 211 в отношении ионов ванадия высоких степеней окисления (VO2+ и VO2+) – ванадил- и ванадат-катионов, находящихся в водном сернокислом растворе различной кислотности. Метод основан на измерении хроноамперограмм после наложения скачка потенциала (токовых транзиентов) на электроде с прижатой к поверхности мембраной в условиях, когда ток электрохимического преобразования ванадил: ванадат на границе электрод/мембрана в прямом или обратном направлении лимитируется переносом этих частиц через мембрану из раствора. Установлено, что начальные участки транзиентов описываются коттрелловской зависимостью (I ~ t–0.5), а установившиеся токи пропорциональны концентрации реагента на внешней стороне мембраны (как и коттрелловские коэффициенты). Получены экспериментальные хроноамперограммы и проведен расчет коэффициентов диффузии ванадил- и ванадат-катионов в мембране, а также коэффициента их распределения между мембраной и электролитом, при варьировании содержания в нем серной кислоты (от 2.2 до 5 М) и отношения концентраций [VO2+]:[VO2+] от 0 до 1. Установлено, что с ростом содержания кислоты в электролите коэффициент диффузии ванадил-катиона в контактирующей с ним мембране снижается с 1.76 до 0.84×10–11 м2/с, а коэффициент диффузии ванадат-катиона с 1.89 до 0.8×10–11 м2/с. При этом коэффициент распределения мембрана/раствор для обоих катионов также снижается: с 0.27 до 0.13 и с 0.21 до 0.12 соответственно. Сделан вывод о применимости метода для анализа ионного транспорта и равновесного состава ионообменных мембран в сернокислых ванадиевых электролитах.
328-342
Композитный твердый электролит Na2SO4–Al2O3
Аннотация
Методами дифференциальной сканирующей калориметрии, колебательной спектроскопии, спектроскопии электрохимического импеданса и рентгеновской дифрактометрии исследовано влияние добавки наноразмерного γ-Al2O3 на свойства и структуру Na2SO4. Показано, что введение наноразмерного γ-Al2O3 в сульфат натрия приводит к значительному увеличению удельной ионной проводимости до 8.48 × 10–5 См/см при температуре 603 К. Результаты рентгенодифракционных исследований и колебательной спектроскопии подтверждают частичную аморфизацию соли в приповерхностной области наночастиц. Полученные данные свидетельствуют о том, что композит на основе сульфата натрия может быть перспективным ионным проводником для твердотельных Na-ионных аккумуляторов в диапазоне температур 513–603 К.
343-354