Химические источники тока

Вопросы
к Государственному экзамену для студентов ЗФ
специальности «Технология электрохимических производств»
Химические источники тока
1.
Классификация химических источников тока по принципу
работы. Примеры электрохимических систем и токообразующие процессы в
первичных и вторичных источниках тока, в топливных элементах.
2.
Электрические характеристики химических источников тока:
ЭДС, напряжение разомкнутой цепи, разрядное напряжение, емкость,
энергия, мощность.
3.
Рассмотрите работу и разрядные характеристики первичных
марганцево-цинковых солевых и щелочных элементов.
4.
Литиевые первичные источники тока. Электролит. Работа
отрицательного электрода. Различные активные вещества положительного
электрода.
5.
Свинцово-кислотные аккумуляторы. Токообразующие процессы,
разрядная и зарядная характеристики.
6.
Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы: принцип
действия, проблемы циклирования лития, варианты сочетания электродов.
Электролит.
7.
.Щелочные никель-кадмиевые аккумуляторы, процессы на
электродах, разрядные и зарядные кривые. Создание герметичного никелькадмиевого аккумулятора.
Коррозия и защита металлов
1.
Способы изменения структуры и свойств металлических
материалов: термообработка, химико-термическая обработка, легирование.
2.
Основные показатели коррозии металлов и классификация
коррозионных процессов: по механизму процесса, по характеру разрушений,
по виду коррозионной среды.
3.
Химическая коррозия металлов. Способы защиты металлов от
газовой коррозии: создание атмосфер, защитные покрытия, легирование.
4.
Электрохимическая коррозия углеродистой стали с кислородной
и с водородной деполяризацией. Способы защиты, в том числе
использование защитных покрытий.
5.
Анодное поведение металлов. Перевод металла в пассивное
состояние: легирование, использование анодной защиты, введение в среду
окислителей.
6.
Коррозия
металлов
под
напряжением:
коррозионное
растрескивание, коррозионная усталость, фреттинг-коррозия, коррозия при
кавитации. Примеры.
7.
Использование электрохимической защиты металлов от коррозии
– протекторной, катодной и анодной от внешнего источника питания.
8.
Снижение агрессивности коррозионной среды и ингибиторная
защита металлов от коррозии.
Гальванотехника
1. Виды аноднооксидных покрытий на алюминии, их краткая
характеристика. Электролиты и режимы электролиза защитно–декоративного
оксидирования, электродные реакции. Уплотнение.
2. . Области применения оловянных покрытий. Сравнительная
характеристика электролитов. Электродные процессы. Покрытия сплавами на
основе олова.
3. Антикоррозионная обработка цинковых покрытий: назначение, виды,
состав и функциональные характеристики защитных покрытий. Примеры
растворов, условия формирования.
4. Свойства и области применения цинковых покрытий. Компонентный
состав и сравнительная характеристика базовых электролитов цинкования.
Электродные процессы. Характеристика анодного процесса.
5. Области применения никелевых покрытий. Назначение компонентов
сульфатно-хлоридного электролита никелирования, режимы электролиза.
Вредные примеси. Характеристика анодного процесса.
6. Области применения хромовых покрытий. Базовые электролиты для
осаждения хрома. Влияние состава электролита, режима хромирования на
выход по току, твердость, износостойкость и пористость хромовых покрытий.
Характеристика
анодного
процесса.
Технологические
сложности
хромирования.
7. Электрохимическое полирование: назначение, краткая характеристика.
Анодное поведение металлов в электролитах полирования. Примеры
компонентного состава электролитов полирования, режимы обработки.
8. Краткая характеристика методов окрашивания аноднооксидных
покрытий на алюминии. Зависимость результатов окрашивания от состава
анодируемого сплава и условий анодирования.
Электрохимический синтез и гидроэлектрометаллургия
1. Электролитическое производство водорода и кислорода. Общие сведения.
Условия электролиза, электродные материалы. Основные технологические
параметры.
2. Электролитическое производство хлора. Общие сведения. Условия
электролиза, электродные материалы. Основные технологические параметры
3. Характеристика основных методов гидроэлектрометаллургии. Механизм и
условия осуществления процессов.
4. Электролитическое получение металлических порошков (свойства
порошков, условия получения, электродные материалы).
Ресурсосбережение
1. Химические методы обработки отходов. Окислительно-восстановительная
обработка отходов. Утилизация черных и цветных металлов.
2. Электрохимические методы очистки, регенерации, утилизации. Общая
сравнительная характеристика электрохимических методов.
3. Экологическая опасность технологических растворов ГП и ППП, ее оценка
и пути снижения. Экологический критерий. Критерий экологической
опасности.
Теоретическая электрохимия
1.
Процессы
переноса
в
электрохимических
системах.
Электрическая проводимость. Удельная, эквивалентная и молярная
электрическая проводимость. Влияние температуры и концентрации. Закон
независимого движения ионов Кольрауша.
2.
Числа переноса ионов и методы их определения. Влияние
концентрации, температуры на числа переноса ионов и их подвижность.
Способы определения чисел переноса. Практическое использование
измерения электрической проводимости растворов и определения чисел
переноса.
3.
Теория электропроводности Дебая-Хюккеля-Онзагера. Основные
допущения. Электрофоретический и релаксационный эффекты. Эффекты
Вина и Дебая-Фалькенгагена.
4.
Диффузионный потенциал. Термодинамическая трактовка
диффузионного потенциала. Расчет величины диффузионного потенциала
для различных типов контактирующих границ. Методы устранения
диффузионного потенциала.
5.
Электроды 1 рода. Равновесный потенциал в зависимости от
природы металла и электролита. Электроды 2 и 3 рода. Расчет равновесного
потенциала. Окислительно-восстановительные электроды. Правило Лютера.
6.
Понятие о диффузионном перенапряжении. Диффузионный слой.
Основные
уравнения
диффузионной
кинетики.
Диффузионное
перенапряжение для процесса анодного растворения металлов. Причины,
вызывающие
появление
предельных
токов.
Способы
снижения
диффузионного перенапряжения. Роль диффузионного перенапряжения в
прикладной электрохимии.
7.
Перенапряжение
электрохимической
стадии.
Основные
уравнения теории замедленного разряда. Решение уравнения Фольмера для
области больших, малых перенапряжений, относительно равновесных
условий. Уравнение Тафеля. Определение кинетических параметров.
8.
Основные положения совмещенных электродных реакций.
Принцип независимого протекания электродных процессов. Привести
примеры.
Оборудование и основы проектирования электрохимических
производств
1.
Конструктивный расчет автооператорных линий. Определение
габаритных размеров ванн и линии в целом.
2.
Материалы для изготовления оборудования. Способы защиты от
коррозии. Расчет ванн на прочность. Способы обеспечения жесткости
конструкций ванн.
3.
Баланс напряжений ЭХА. Цель и порядок расчета. Пути
снижения напряжения на ЭХА. Расчет составляющих баланса.
4.
Технологические спутники для нанесения покрытий. Типы
подвесочных приспособлений, материалы для их изготовления.
Конструирование подвесочных приспособлений. Общие требования и
рекомендации. Комплектование деталей на подвесках.
5.
Автооператорные гальванические линии. Классификация,
особенности конструкций, области применения. Циклограммы работы
автооператора. Состав исходных данных при разработке циклограмм и
требования, предъявляемые к ним.
Способы производства печатных плат
1.
Способы производства ПП: химический, электрохимический,
аддитивный, комбинированный позитивный. Сравнительная характеристика
этих методов.
2.
Способы
изготовления
МПП:
попарного
прессования,
послойного наращивания; металлизации сквозных отверстий, «ПАФОС».
Сравнительная характеристика этих методов.
3.
Активация
поверхности.
Металлы-активаторы.
Сенсибилизирование поверхности диэлектрика. Активирование: прямое и
совмещенное, механизмы, их сравнительная характеристика. Регенерация
палладия. Беспалладиевая активация.
4.
Химическое осаждение меди. Требования к осадку химической
меди. Общие принципы химического восстановления меди. Движущая сила
процесса восстановления, критерии выбора восстановителя. Анодное
окисление восстановителя. Механизмы: химический и электрохимический,
сопряженные реакции восстановления. Свойства мелких частиц металлов.
5.
Травление меди с пробельных участков ПП. Основные
характеристики травильных растворов и требования, предъявляемые к ним.
Выбор травильных растворов и их сравнительная характеристика. Виды
брака при травлении.