Введение
1 Анализ литературных источников и постановка задачи исследований 13
1.1 Термокинетические эффекты электродных реакций и основные предпосылки их возникновения 14
1.2 Состояние вопроса электрохимической технологии анодной обработки алюминия 20
1.3 Электрохимическое получение хромовых покрытий 29
1.3.1 Сравнительный анализ процессов электровосстановления хрома из стандартных и сернокислых электролитов 29
1.3.2 Влияние температуры на химический состав электролитов хрома (III) и на кинетику электродных процессов 33
1.3.3 Влияние параметров импульсного тока на морфологию, структуру и свойства гальванопокрытий 36
1.4 Взаимодействие полей различной природы в электрохимических системах 40
1.5 Математическое моделирование технологических процессов с целью их оптимизации 44
1.6 Выводы по литературному обзору и постановка задачи исследований 49
2 Методика эксперимента 51
2.1 Определение температуры электролита в приэлектродном слое (в зоне реакции) 51
2.2 Методика изучения свойств электролитов при их температурной обработке 54
2.3 Определение кроющей и рассеивающей способности электролитов 58
2.4 Исследование процессов в электрохимических системах на установке импульсного тока 61
2.5 Электронный кулонометр для определения выхода по току металла 63
2.6 Определение относительной степени дисперсности газов 65
2.7 Определение содержания водорода в электрохимических покрытиях 68
2.8 Измерение внутреннего трения гальванопокрытий 69
2.9 Оценка погрешностей измерений 73
2.10 Планирование эксперимента 75
3 Теоретические предпосылки разработки процессов импульсного электролиза 78
3.1 Взаимодействие полей различной природы в электрохимических системах 78
3.2 Эффекты тепловыделения на электродах и их влияние на механизм электрохимических реакций 80
3.3 Взаимосвязь термокинетических эффектов реакций с технологическими параметрами электрохимических процессов. Природа эффектов тепловыделения 83
3.4 Электрические поля электрохимических систем и их влияние на динамическую скорость перемещения ионов 91
3.5 Механизм взаимодействия тепловых и электрических полей в идеальных электрохимических преобразователях 98
3.6 Особенности процессов газовыделения на электродах при электрохимических реакциях 106
3.7 Особенности процессов газовыделения электрохимических реакций в условиях импульсного электролиза 109
3.8 Особенности формирования металлических структур в импульсных режимах электролиза 118
3.9 Взаимодействие тепловых и электрических полей в условиях стационарного электролиза 121
3.9.1 Электрохимическое осаждение металлов в условиях стационарного электролиза 121
3.9.2 Электроосаждение металлов в условиях импульсного электролиза 123
3.10 Изменение условий кристаллизации металлов с увеличением продолжительности электролиза 124
4 Анодное растворение алюминия 134
4.1 Исследование кинетики анодного растворения алюминиевой фольги в нейтральных и кислых растворах 134
4.2 Обработка алюминиевой фольги в кислых средах (влияние плотности тока, продолжительности процесса и температуры электролита на коэффициент травления) 138
4.3 Взаимосвязь режимов обработки с удельной емкостью фольги 143
4.4 Особенности распределения плотности тока по поверхности фольги 149
4.5 Исследования термокинетики процессов анодной обработки алюминиевой фольги 161
4.6 Специфические особенности процессов тепломассопереноса в условиях импульсного электролиза 169
4.7 О возможном механизме анодного растворения алюминия 184
5 Исследование процессов электроосаждения металлов (экспериментальная часть) 194
5.1 Влияние модификационного состояния сульфата хрома (III) на поляризацию хромового катода 194
5.2 Исследование механизма поляризации электродных реакций при электроосаждении хрома из его трехвалентных соединений температур но-кинетическим методом 205
5.3 Температурно-кинетические исследования электродных реакций в растворах сернокислого хрома (III) 207
5.4 Электрохимическое получение хрома 215
5.5 Электрокристаллизация хромовых покрытий в условиях импульсного электролиза 221
5.6 Осциллографические исследования процесса электроосаждения хрома 229
5.7 Микроструктурное исследование покрытий, полученных из сернокислых электролитов 236
5.8 Исследование зависимости физико-химических свойств электролитов от температуры 239
5.9 Исследование процессов наводороживания хромовых покрытий методом внутреннего трения 247
5.10 Перспективы использования низковалентных электролитов хромирования в промышленном производстве 266
5.11 Катодное восстановление золота в условиях импульсного электролиза 268
5.12 Аффинаж золота из золотосодержащих сплавов 281
6 Разработка математических моделей электрохимических процессов 287
6.1 Вычисление температурных эффектов на электродах методами итерации 287
6.2 Исходная формулировка задачи о распределении тепловых источников в электрохимической ячейке 292
6.3 Моделирование граничных условий 294
6.3.1. Граничное условие на полупроницаемой мембране 294
6.3.2 Приведение модели к безразмерному виду и разработка численного метода решения нелинейной задачи 297
6.3.3 Граничное условие на газогенерирующем электроде 300
6.3.4 Реактор с плоскими электродами 310
6.4 Разработка математической модели процесса анодной обработки алюминиевой фольги 315
6.4.1 Характеристика объекта моделирования 316
6.4.2 Модель распределения плотности тока в объеме электролита 316
6.4.3 Распределение плотности тока и потенциала по фольге 320 Вывод 326
Список литературы 328
