Методы расчёта распределения тока

Распределение скоростей осаждения или растворения при наличии зависимости выхода по току от плотности тока

Распределение тока при высоких плотностях тока

(при наличии поверхностного тепловыделения)

В этом случае, вследствие роста поверхностной температуры, при увеличении плотности тока наблюдается дополнительная неравномерность электрохимического процесса (увеличивается его локализация). Дополнительная неравномерность определяется зависимостью плотности тока от температуры. Такая дополнительная неравномерность (повышение локализации) играет важную роль при ЭХРО, которая обычно осуществляется при высоких плотностях тока.

Наличие зависимости выхода по току от плотности тока может усилить или снизить неравномерность распределения скоростей электрохимической реакции. В том случае, когда наблюдается падающая зависимость выхода по току от плотности тока, неравномерность распределения локальных плотностей тока выравнивается, поскольку при высоких плотностях тока скорость электрохимического процесса снижается. Наоборот, при возрастающей зависимости выхода по току от плотности тока, исходная неравномерность распределения локальных плотностей тока будет усиливаться, и распределение скоростей обработки будет ещё более неравномерным (локализованным).

Рассмотренные особенности дают дополнительные возможности управления равномерностью или локализацией электрохимического процесса.

Первичное распределение тока при определённых граничных условиях может быть рассчитано. В основе метода расчёта лежит решение уравнения Лапласа.

(2.10)

Это уравнение, дополненное начальными и граничными условиями, в отдельных случаях допускает аналитическое решение. В настоящее время возможно его численное решение практически для любых условий. На основе этого решения можно получить зависимость размеров осадка или толщины растворённого слоя по поверхности электрода и от времени. В качестве примера можно привести решение этого уравнения для вращающегося дискового электрода. Оно имеет вид:

, (2.11)

где R – радиус дискового электрода, r - текущий радиус.

Из уравнения (2.11) следует, что при первичном распределении тока, плотность тока в центре диска будет равна половине от средней плотности тока (см. рис. 2.2).

Рис. 2.2 Первичное, вторичное и третичное распределение тока на вращающемся дисковом электроде.

То, что третичное распределение тока на вращающемся дисковом электроде является равномерным, обусловлено равнодоступностью поверхности вращающегося дискового электрода в отношении процессов массопереноса.

Методы экспериментального определения рассеивающей (локализующей)

Дата добавления: 2014-01-13