Введение к работе
Актуальность темы. Большое значение гетерогенных твердофазных электрохимических реакпий для хикической промышленности, в тон числе перспектива использования процессов электрохимического сплавообразования в химических источниках тока, привело к необходимости углубления теоретических знаний о закономерностях протекания начальных стадий этих процессов, во-нногом обусловливающих дальнейший ход реакции, особую актуальность приобрело исследование кинетики и Фазообразования в ходе катодного внедрения лития в алюминий и его сплавы. Эту систему весьма удобно использовать в качестве модельной при теоретических исследованиях то-похимических процессов, происходящих на электроде, т. к. в ней образуется только один тип твердого раствора и только один ин-тернеталлид с узкой областью гомогенности, стопроцентный выход по току продукта реакции и по многим другим причинам.
Проведение работ по исследованию электрохимического внедрения лития в алюминий и его сплавы продиктовано также возможностью прикладного использования результатов этих исследований в целях модификации и усовершенствования применяемых в технике и в быту литиевых вторичных источников тока.
Работа выполнялась в ранках всесоюзной программы "Литиевые источники тока" и в рамках госбюджетной научной работы "Электрохимические гетерогенные твердофазные реакции образования и растворения литийсодержаших сплавов в неводных средах", продолжая исследования в области электрохимического получения и поведения литийсодержаших сплавов в неводных растворах, проводимые на кафедре электрохимии Ростовского государственного университета.
Дель работы. Изучение влияния состояния поверхности (состояние окисной пленки, дефектности), потенциала и состава алюминиевой матрицы (природы и концентрации легирующих добавок) на начальные стадии катодного внедрения лития в алюминий и его сплавы; выяснение закономерностей процессов нуклеаоии и роста зародышей новой Фазы (интернетаялическое соединение B-LiAL) при протекании гетерогенной твердофазной электрохимической реакции катодного внедрения
- 4 -лития в алюминий и его сплавы.
Задачи исследования:
- изучить Фазообразование в ходе катодного внедрения лития в
алюминий, особенно на начальных стадиях процесса, и оценить воз
можность появления промежуточной Фазовой составляющей;
- оценить вклад Фазового перенапряжения в процессе Формирования
-LiAL;
- оценить роль легирующих компонентов матрицы электрода в Фазо-
образовании и кинетике реакции;
- разработать модель процесса образования - роста B-LiAL в ходе
электрохимического внедрения, позволяющую провести сравнительную
полуколичественную оденку влияния различных Факторов на началь
ную стадию интернеталлического соединения.
Научная новизна:
получен новый Фактический материал по влиянию природы легирующего компонента и его концентрации в алюминиевой матрице на катодное внедрение лития в алюминиевые сплавы в гальваностатических и потенпиостатических условиях;
предложен новый подход для оценки влияния природы и концентрации легирующего компонента на стадию накопления лития в виде твердого раствора на основе алюминия в гальваностатических условиях;
- получены новые данные о природе и характере последовательной
смены лимитирующей стадии; о возможности образования промежуточ
ных Фазовых составляющих при гальваностатическом катодной внед
рении лития в алюминий и его сплавы;
предложена новая расчетная модель процесса образования и роста зародышей JB-LiAL, позволяющая оценить влияние различных факторов на количество и размеры зародышей ^-LiAL;
на основании экспериментальных данных и проведенного модельного расчета оденено влияние природы легирующего компонента (Не и Si) алюминиевого сплава на нуклеацию и рост зародышей ^-LiAL.
Практическое значение работы.
Показана возможность направленного влияния на закономерности кинетики и Фазообразования при катодном внедрении лития в алюминий посредством введения легирующих компонентов в алюниние-вую матрицу.
На основании работы предложены составы алюминиевых сплавов, порспективрше для испытания их зарядно-разрядных характеристик при многократном циклировании лития в неводных средах.
Развитие теоретического знания в области электрохимических гетерогенных твердофазных реакций.
Апробация работы. Натериал работы докладывался на Y1 Всесоюзном совещании по химии неводных растворов и комплексных соединений (Ростов-на-Дону, 1967), третьей Всесоюзной конференции по электрохимической энергетике (Носква, 1989). первом Всесоюзном совещании "Литиевые источники тока" (Новочеркасск,1990).
Публикации, По теме диссертации опубликовано 13 работ. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и списка цитируемой литературы, излохена на -IQ0 стр. машинописного текста, содержит 0 рисунков и <2 таблиць/. Библиография включает 175 наименований.
