Вплив складу розтопу на густину катодного струму в електродних реакціях
DOI:
https://doi.org/10.15330/pcss.23.4.836-841Ключові слова:
Окислювально-відновні реакції, електрод, діелектрик, напівпровідникАнотація
У рамках теорії Догонадзе-Кузнецова-Левича із заміною класичного розподілу Больцмана на квантовий розподіл Фермі-Дірака й найпростішого закону дисперсії одержано вираз для струмів розряду на міжфазній межі діелектрик/електроліт. Запропоновано підхід оцінки середньої густини електронних рівнів, з яких відбувається гетерогенний перенос заряду. Знайдено вираз для отримання чисельного значення густини катодного струму. Сформульовано умови виникнення поверхневої провідності діелектрика в сольовому розтопі без попередньої його металізації. Обґрунтовано, що тип поверхневої провідності залежить від енергії реорганізації, енергій реагентів і продуктів реакції в полі електрода, трансмісійного коефіцієнта й інших величин, значення яких визначаються хімічним складом електроліту й можуть бути чисельно розраховані аналітичними або квантовохімічними методами. Встановлено, що адсорбція діоксиду вуглецю на поверхні діелектрика приводить до значної поляризації кластера поверхні убік зони провідності. Ширина забороненої зони зменшується, але діелектричний характер кластера не змінюється, не відбувається перекривання зон, тобто електрод не набуває напівпровідникового й напівметалевого характеру провідності. В той час адсорбція ВО2– на поверхні електрода приводить до сильної поляризації кластера поверхні у бік валентної зони. При цьому ширина забороненої зони незначно зменшується, менше ніж у випадку діоксиду вуглецю.
Посилання
K. Liu, Z. Wang, Z. Yin, L. Cao, J. Yuan, Effect of Co content on microstructure and mechanical properties of ultrafine grained WC-Co cemented carbide sintered by spark plasma sintering, Ceram. Int. 44, 18711 (2018); https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.07.100.
J. Garcia, V.C. Cipres, A. Blomqvist, B. Kaplan, Cemented carbide microstructures: a review, Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 80, 40 (2019); https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2018.12.004.
V.I. Shapoval. H.B. Kushkhov, V.V. Malyshev et al., Deposition of Molybdenum Carbide onto the Diamond Surface by Electrolysis of Ionic Melts, Powder metallurgy. 7, 43 (1986).
V.V. Solovyov, V.V. Malyshev, A.I. Gab, Physicochemical processes at the dielectric/oxide melt interface and their application in the electrocoating of diamond powders, Theoretical foundations of chemical technology. 38(2), 219 (2004).
R.R. Dogonadze, Yu.A. Chizmadzhev, Kinetics of some electrochemical redox reactions in semiconductors, Dokl. AN SSSR, 150(2), 333 (1963).
Firefly and PC GAMESS /Firefly version 8.0.1. Access mode. [Electronic resource]. Alex A. Granovsky. http://classic.chem.msu.su/gran/games/forum/discussion.html.
In memory of Alex A. Granovsky. [Electronic resource]. http://classic.chem.msu.su/gran/gamess/index.html.
S. Kovalenko, V. Soloviev, Kinetics of the Elementary Act of Electrochemical Reactions at the Semiconductor–Electrolyte Solution Interface, Zeitschrift fuer Naturforschung, A: Physical Sciences. 69a. 654. (2014); https://doi.org/10.5560/ZNA.2014-0063.
V.V. Malyshev, V.V. Soloviev, L.A. Chernenko, V.N. Rozhko, Management of composition cathodic products in the electrolysis of molybdenum-, tungsten- and carbon-bearing halogenide-oxide and oxide melts, Mat.–wiss. u. Werkstofftech, 46(1), 5 (2015); https://doi.org/10.1002/mawe.201400331.
