Уони электроды для чего: Сварочные электроды УОНИ. Характеристики марок 13-45 и 13-55

Содержание

Сварочные электроды УОНИ. Характеристики марок 13-45 и 13-55

Применение электродов УОНИ

Электроды сварочные УОНИ применяют для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 50 кгс/мм2, когда к металлу сварных швов предъявляют повышенные требования по пластичности и ударной вязкости. Электроды марки УОНИ находят применение при сваркеэлементов ответственных металлоконструкций, подверженных в процессе их эксплуатации динамическим нагрузкам в условиях низких температур. Их применяют для сварки емкостей, в которых будут содержаться различные среды с повышенным давлением, а также для листовых металлов с большой толщиной. Сварочные электроды марок УОНИ 13/45 и УОНИ 13/55 пользуются повышенным спросом у потребителя.

Маркировка

В документации, согласно требованиям ГОСТ 9466—75, для обозначения, например, марки УОНИ 13/45  сварочных электродов применяется такая форма записи:

УОНИИ—13/45—3,0 ГОСТ 9466—75

На этикетках или маркировках коробок, пачек и ящиков со сварочными электродами условные обозначения приведены более подробно.

Пример условного обозначения электродов типа Э46А по ГОСТ 9467—75, марки УОНИ—13/45, диаметром 3,0 мм, для сварки углеродистых и низколегированных сталей (У), с толстым покрытием (Д), с установленной по ГОСТ 9467—75 группой индексов, указывающих характеристики наплавленного металла и металла шва, 43 2 (5), с основным покрытием Б, для сварки во всех пространственных положениях 1, на постоянном токе обратной полярности 0, приведен ниже:

Э46АУОНИИ—13/45—3,0—УД/ Е 43 2 (5) Б—10  ГОСТ 9466—75, ГОСТ 9467—75

Сварочные работы

Сварочные электроды УОНИ 13/45 и УОНИ 13/55 после хранения в нормальных условиях не требуют прокалки перед выполнением сварочных работ. Прокалка электродов в течение одного часа при температуре 300-350С0  необходима в том случае, если покрытие имеет влажность выше 0,3%.

Для получения качественного шва места сварки предварительно хорошо зачищают. Сварку швов проводят по короткой дуге.

Процесс сварки характеризуется легким начальным зажиганием и сопровождается стабильным горением дуги с формированием качественного сварного шва. При высококвалифицированном проведении процесса сварки потери металла от разбрызгивания сведены к минимуму. Шлаковая корка с готовых швов отделяется легко.

Сварочные электроды УОНИ 13/45 и УОНИ 13/55 изготавливаются с размерами диаметров от 2,0 мм до 6,0 мм и длиной электрода от 300 мм до 450 мм. На контактный торец электродов диаметром 3 мм (электроды УОНИ 3) и выше нанесено специальное ионизирующее покрытие, обеспечивающее легкий первоначальный розжиг. Наиболее востребованы потребителями сварочные электроды УОНИ 3 и сварочные электроды УОНИ 4.

Товары каталога:



Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. comments powered by

Электроды УОНИ

Огромное количество и разновидность электродов призвано, как минимум, улучшить качество и процесс сварки за счет некоторых особенностей.

К примеру, электроды УОНИ существуют таких марок как УОНИ 13-45, УОНИ 13-55, УОНИ 13-65, УОНИ 13-85. Не смотря на это, все они применяються для ручной дуговой сварки.

Начнем с электродов УОНИ 13-45. Их применяют, чаще всего, для сварки литья и поковки так, как получение швы характеризируются приемлемой вязкостью и пластичностью. В состав этих электродов входит никель и молибден.

Электроды УОНИ применяются, как правило, для сварки тавровых , а также стыковых швов, низколегированных и высокоуглеродистых сталей. Данные электроды могут работать в разных плоскостях, за исключением направления сверху в низ. Покрытие сварочных электродов УОНИ 13-55 состоит из марганца, серы, углерода, фосфора и кремния. Одновременно электроды данного типа содействуют формированию сварочного шва с прекрасной стойкостью к образованию трещин.

Для сварочных работ на конструкциях с повышениями требованиями используют электроды марки УОНИ 13-65. Данный тип электрода разрешает трудиться, фактически, во всех пространственных расположениях с применением непрерывного тока. Диаметр этих электродов изменяется от 2 до 5 мм. Увеличение диаметра приводит к увеличению силы тока. По качеству шва они не отличаются от других электродов типа УОНИ, и имеют основное покрытие.

Электроды УОНИ 13-85 обширно используются для работ с конструкциями из легированной стали повышенной прочности. Они разрешают трудиться во всех пространственных расположениях работ.

В совокупности характеристик электроды УОНИ довольно схожи, и замечательно подходят для сварочных робот при низких температурах. Также можно сказать, что электроды УОНИ дают хороший плотный шов, который содержит несколько повышенное число марганца и кремния, а также владеющий высокими механическими свойствами. Швы обладают высокой плотностью, существенной ударной вязкостью и в них не образуются трещины. Следовательно, электроды УОНИ считаются одними из лучших и используются для работ с особенно ответственными конструкциями. Эти конструкции могут испытывать вибрации, ударные нагрузки и действие колебания температур. Также электроды этого типа мало восприимчивы к влаге и выдерживают долгое прокаливание, из-за отсутствия органических веществ.


Чем отличаются электроды УОНИ 13/55 от 13/45, 13/65 и 13/85 | ММА сварка для начинающих

  • Для какой сварки предназначены электроды УОНИ
  • Чем отличаются электроды УОНИ 13/55 от 13/45
Чем отличаются электроды УОНИ 13/55 от 13/45

Электроды УОНИ 13/55 и 13/45 предназначены для сварки ответственных металлоконструкций постоянным током обратной последовательности. Из всего разнообразия электродов, электроды УОНИ отличаются рядом неоспоримых преимуществ, одно из которых, это проведение сварочных работ в условиях низких температур.

На сегодняшнее время существует несколько марок электродов УОНИ: 13/45, 13/55, 13/65 и 13/85. В чем собственно их различие, кроме использования в ручной дуговой сварке? В чем электроды УОНИ 13/45 отличаются от таких же самых электродов, но только с маркировкой 13/55 или 13/65?

Для какой сварки предназначены электроды УОНИ

Электроды УОНИ предназначены для ручной дуговой сварки (ММА).

Варить электродами УОНИ нужно в обратной последовательности и на постоянном токе. Для работы с данным видом электродов подходит любой сварочный инвертор для ручной дуговой сварки.

Основное предназначение электродов УОНИ — это сварка углеродистых и низколегированных сталей. Благодаря своим характеристикам, данные электроды используются для сварки ответственных конструкций, поскольку они способны обеспечить прочный и надежный сварочный шов, даже при условиях отрицательных температур.

Сварочные электроды УОНИ выпускаются различного диаметра, от двух до пяти миллиметров. Выбирая диаметр электродов для сварки, обязательно следует учитывать силу тока, а она увеличивается согласно диаметру электрода.

Чем отличаются электроды УОНИ 13/55 от 13/45

Ранее на сайте про ручную дуговую сварку mmasvarka.ru уже рассказывалось о том, в чем именно отличия электродов УОНИ от МР-3. Ознакомиться с данной информацией можно в предыдущем обзоре сайта.

Что же касается отличия электродов УОНИ 13/45 и 13/55, а также других их марок, то они заключаются в следующем:

Электроды УОНИ 13/45

— предназначены для сварки стали, поковок и литья. Сварочный шов с использованием электродов 13/45 отличается не только ударной прочностью, но и пластичностью. Обмазка электродов УОНИ 13/45 в отличие от других, содержит в своем составе молибден и никель.

Электроды УОНИ 13/55 — используются при сварке швеллеров, тавровых соединений, изделий из низколегированных и высокоуглеродистых сталей. Основное покрытие электродов 13/55 состоит из: серы, кремния, марганца, углерода и фосфора, поэтому сварочный шов получается очень стойким и прочным, с низким процентом микротрещин.

Электроды УОНИ 13/65 — варить электродами этой марки можно в любом положении, а основное их предназначение, это сварка ответственных металлоконструкций. Качество сварочного шва электродами 13/65, как и всех предыдущих марок, отличается своими высокими характеристиками.

Электроды УОНИ 13/85 — используются для сварки металлоконструкций выполненных из легированной стали высокой прочности.

Как видно, принципиальных отличий в характеристиках электродов УОНИ 13/45, 13/55, 13/65 и 13/85 нет, но они, все же имеются.

А, как известно, в ручной дуговой сварке недопустимы любые погрешности, поэтому к выбору расходных материалов следует подходить с большой осмотрительностью.

Характеристики электродов УОНИ-13/55 | Статьи о сварке от МЭЗ

Электроды УОНИ-13/55 – одни из наиболее универсальных по широте применения. За 80 лет использования в СССР и России они заслужили высокую оценку среди профессионалов и сегодня относятся к самым надежным, производительным и эффективным.

УОНИ–13/55 – расшифровка и немного истории

В технической (и не только) литературе можно встретить два написания аббревиатуры этой марки, и оба можно считать в равной степени употребимыми. Исторически, начиная с года создания (1940), использовался вариант УОНИ. Дело в том, что над разработкой продукта несколько лет до этого трудились сотрудники лаборатории засекреченного тогда Научно-исследовательского института №13. Поскольку прилагательное представляет собой пусть и сложное, но одно слово, сочли, что в маркировке достаточно всего одной буквы «И».

Так и было в самом раннем написании: 

  • У – универсальная
  • О – обмазка
  • Н – научно-исследовательского
  • И – института
  • 13 – номер 13

Разработки велись со второй половины 30-х годов. Специалистами во главе с К. В. Петранем были исследованы лучшие зарубежные аналоги из Великобритании, Германии, Нидерландов, США и Франции. Все они были последовательно протестированы одним и тем же опытным сварщиком. После определения наилучших качеств по всем ключевым параметрам были досконально исследованы материалы составов, их технологические свойства и особенности, и в последний довоенный год создан собственный электрод.

По прошествии времени и с принятием ГОСТ 9466-75 написание маркировки несколько изменилось:

  • У – универсальная
  • О – обмазка
  • Н – научно-
  • И – исследовательского
  • И – института
  • 13 – номер 13

Стандарт действует до сих пор, поэтому в нормативных документах корректно написание УОНИИ.

Однако при коммерческом использовании, в популярной литературе, на онлайн-ресурсах широко употребляется более короткий первоначальный вариант, который все это время существует параллельно со строго официальным.  

Отличительные особенности

Сварочные электроды УОНИ-13/55 используются в ручной дуговой сварке при сооружении ответственных и особо ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей (48КС, 10ХСН2Д, 10ХСНД, 09Г2, Бст3, Ст3с и других марок). Возможно соединение толстых деталей, наплавка. В числе особенностей можно отметить следующие.

  • Покрытие состоит из фтористых соединений и карбонатов – это дает легкий поджиг и высокую стабильность электродуги при сварке.
  • Благодаря составу обмазки электроды обеспечивают наилучшую защиту сварочной ванны от атмосферных воздействий. Марка оптимально подходит для работы на открытом пространстве. Это делает ее особенно востребованной при сооружении и ремонте мостовых и трубных конструкций.
  • Сварной шов имеет повышенную ударную вязкость и пластичность. Сваренные конструкции могут эксплуатироваться в северных широтах при низких температурах.
  • В составе обмазки электродов содержится железный порошок, что позволяет компенсировать объемы разбрызганного или выгоревшего при сварке металла. Благодаря этому расход стержней этой марки в среднем на 10–15% ниже, чем у многих изделий других марок.
  • Благодаря наличию в обмазке органических соединений она демонстрирует высокую стойкость к влаге и отсыреванию.

В результате сварки образуется ровный однородный шов без раковин и кристаллитных трещин, устойчивый к коррозии и механическим нагрузкам и имеющий более длительный процесс старения.

Электроды УОНИИ 13/55 – особенности использования

  • Сварка выполняется инвертором на постоянном токе обратной полярности.
  • Сваривать детали можно во всех пространственных положениях за исключением вертикального сверху вниз.
  • При соединении элементов арматуры или рельсов сварка выполняется ванным способом в нижнем положении.
  • Возможная длина электродуги при сварке – средняя, короткая.
  • Перед использованием необходима прокалка в течение одного часа при температуре 250... 300 °С.
  • На поверхности свариваемого металла не должно быть следов ржавчины или окалин, грязи и масел.

Электроды УОНИИ-13/55 производства МЭЗ

Продукцию этой марки выпускает один из лидеров отрасли – Магнитогорский электродный завод. Образцовое качество изделий подтверждено многочисленными документами – сертификатами ГОСТ и НАКС, свидетельствами Российских морского и речного регистров, также они успешно прошли санитарно-эпидемиологическую экспертизу. Производитель предоставляет исчерпывающую информацию о продукте в сопровождающих документах и на фирменной упаковке МЭЗ.

Электроды для сварки

Электроды Плазма УОНИ 13 55 4 мм - цена, описание и характеристики

Клемма заземления Eco 400 ESAB предназначена для подключения разъема "-" с. ..

Электрододержатель ЭД-31 пользуется заслуженной хорошей репутацией у сварщиков ...

Маска сварщика СВОНА.Размер светофильтра – 110х90мм, марка ТС-3 плотность С-4 (...

Мастер 202-сварочный инвертор предназначен для сварки штучным покрытым электрод. ..

Механизм подачи проволоки Форсаж-МПЦ02 выполнен с применением 4-х роликовых при...

MIG250 IGBT - сварочный полуавтомат-инвертор, который предназначен для полуавто...

MIG500F Кедр - сварочный полуавтомат, который предназначен как для полуавтомати. ..

Фильтр-регулятор к аппаратам воздушно-плазменной резки металлов ПТК МАСТЕР, ПРО...

Полуавтомат Сварог MIG 2500 STANDART (J67) используется для механизированной св...

Аппарат произведен на базе современной инверторной технологии c использованием . ..

цена по запросу

Сварочный полуавтомат КЕДР MIG 200 GW, 220В предназначен для полуавто...

Аппараты MinarcMig Evo обеспечивают высокую производительность и отличное качес...

цена по запросу

CONFORT 600 - электрододержатель закрытого типа с полностью изолированным након. ..

цена по запросу

MIG 1200 сварочный полуавтомат АРИЯ предназначен для полуавтоматическ...

Сварочный аппарат X3 MIG Welder подходит для сварки MIG/MAG с газовым охлаждени...

цена по запросу

технические характеристики и технология их использования

Сварочные работы часто приходится выполнять не только на каких-то предприятиях, но зачастую домашние мастера также берутся за это сложное дело. Но степень сложности сварки складывается из многих критериев, например, модель сварочного аппарата, которым пользуется домашний умелец.

Но зная, что электрические сети очень часто работают нестабильно, то, соответственно, без инвертора при сварке никак не обойтись. Но работа такого сварочного аппарата невозможна, если не использовать электроды. Реализуются они как упаковками, так и поштучно. А вот состав их катодов стоит выбирать, опираясь на то, какую сталь вы собрались соединять.

Как правильно выбрать электроды для сварки?

Для качественной работы сварочного аппарата необходимы электроды, которые производятся не только за рубежом. Сейчас на прилавках строительных магазинов имеется широкий выбор сварочных материалов отечественного производства.

Приобретая электроды, следует учитывать следующие их свойства:

  1. Состав покрытия.
  2. Расход.
  3. Коэффициент наплавки.

Катод играет важную роль в электроде, но существует и много других качеств, которые стоит учитывать. Так, при его покупке учитываются следующие факторы:

  1. Свойства.
  2. Диаметр соединяемого шва.
  3. Глубина проплавления.

Отправляясь в строительный магазин за электродами, стоит уже иметь представления о том, каково будет его назначение, то есть какие стали он должен соединять.

Основные марки

Сварочный аппарат никак не может обойтись без электродов, но строительный мир настолько многообразен и разнообразен, что, порой, домашний умелец просто теряется в том, что же ему все-таки следует выбрать из всего перечня, который ему предлагается.

Но хотелось бы обратить внимание на несколько марок, которые считаются лучшими среди всех. Прежде всего, это электроды марки УОНИ, которые уже давно доказали свое качество и о характеристиках которого будет рассказано чуть позже.

Второй тип электрода – МР3. Эта марка на сегодняшний день является очень распространенной. Ее чаще всего используют для того, чтобы осуществлять сварочные работы не самых ответственных конструкций, которые выполнены их углеродных сталей, а также они могут быть и низколегированные.

Основное преимущества данного электрода заключается в том, что электрическая дуга непрерывно горит, а, таким образом, идет равномерный провар соединяемого металла, а следовательно, и такая прочность всей работы. Для работы с такой маркой можно использовать как переменный, так и постоянный ток.

Еще одна распространенная марка электродов – это ОК 46. Они непросто хороши для процесса сварки, но еще и обладают таким покрытием, как рутиловое. Поэтому и сварочный шов получается прочным и надежным, ведь он даже позволяет делать повторный розжиг самой электрической дуги. Но вот не каждую сварочную операцию можно выполнять с этим катодом, так как это лучше подходит для, например, прихватки металла или же для создания корневого шва.

Технические характеристики УОНИ 13/55

На сегодняшний день существует огромное множество марок электродов. Среди всех большей популярностью и своей работоспособностью отличаются электроды отечественного производства УОНИ. Данная аббревиатура обозначает — универсальная обмазка научно-исследовательского института.

Итак, марка УОНИ предназначена для того, чтобы осуществлять любые сварочные работы с конструкциями из металла качественно и поддерживая высокий уровень пластичности. Такие электроды можно использовать даже в самых суровых климатических условиях, где чаще всего произведение нормальных сварочных работ невозможно.

УОНИ уже много раз использовались при сварке самых серьезных конструкций и даже прошли первоначально ряд обязательных испытаний, доказав, что именно они помогают получить такой шов при сварке, который и пластичен, и имеет необходимую ударную вязкость.

Остановимся еще раз подробнее на том, каковы же все-таки технические параметры электрода УОНИ. У него основное покрытие и это играет важную роль. Коэффициентом наплавки является 3,5 г/А ч. Его расход невелик, так известно, что электродв УОНИ расходуются примерно один на килограмм того металла, который наплавлен, то есть получается в цифрах приблизительно 1,7 кг.

Существуют у таких электродов и свои преимущества перед остальными. Прежде всего шов получается очень качественным. Свойства этих швов таково, что на них не образуются даже кристаллические трещины, а также в них содержится довольно низкое содержание углерода.

Самым лучшим вариантом при работе с электродом является использование сварки на короткой дуге, где используется метод опирания. Он просто идеально подойдет даже для тех мест, где есть проблемы с энергоснабжением и оно не бывает стабильным.

Технология использования электродов УОНИ 13/55

Известно, что есть некоторые особенности в технологии использования данного электрода. Так, его стержнем является проволока из стали. Вторая особенность заключается в том, что изделие покрывается смесью, в состав которого входят карбонат и фтористые соединения. Они влияют на качество шва, а также на то, какие примеси будут в нем содержаться.

Электрод УОНИ 13/55 выполняет швы настолько качественно и надежно, что к ним нет никаких претензий. Так практически невозможно найти какие-либо неровности или задиры, или даже какое-либо вздутие, или трещины на поверхности.

Так как в самом покрытии электродов нет никаких включений из органики, то это позволяет их прокаливать до температуры выше трехсот градусов, но не более 450. Такое их свойство позволяет говорить о том, что они легко переносят влагу.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Сварочные электроды УОНИ: разновидности и применение

Ежегодное увеличение выпуска большого количества электродов, а также расширение их ассортимента обусловлено необходимостью облегчить процедуру сварки и ее качество. Так, различают несколько типов электродов УОНИ, использующихся для дуговых сварочных работ.

Первая марка – УОНИ 13-45. В их составе содержатся никелированные и молибденовые элементы. Зачастую их можно встретить при осуществлении сварочных работ литых и кованых изделий. Швы, образовавшиеся после использования УОНИ 13-45, характеризуются вязкостью и эластичностью.

Обычно, рассматриваемые материалы встречаются при работе с тавровыми или стыковыми швами из низколегированных и высокоуглеродистых металлов. УОНИ используются во всех плоскостях, кроме вертикальных направлений.

Электроды УОНИ 13-55 имеют марганцевые, углеродные, фосфорные и кремниевые элементы в составе покрытия. При использовании электродов данного типа сварочный шов надежно защищен от образования трещин.

При работе с конструкционными элементами, требующими наивысших прочностных показателей, применяют электроды типа УОНИ 13-65. Изделия этой марки могут быть использованы во многих пространственных направлениях при воздействии постоянного тока. Диаметр подобных сварочных элементов колеблется от 2 до 5 мм. Чем больше данный показатель, тем выше сила тока. Качество получаемого шва не имеет особых отличий от прочих электродов УОНИ.

Работая с изделиями из легированной стали с высокими прочностными показателями отдают предпочтение марке 13-85. Они, также как электроды предыдущей марки, могут быть использованы в каждом пространственном направлении.

Подбивая итоги о прочностных и эксплуатационных характеристиках электродов УОНИ, следует сказать, что их показатели не имеют существенных отличий. Каждый из перечисленных типов сварочных электродов хорошо подходит для работ в условиях невысоких температур. Положительной особенностью изделий УОНИ является то, что с их применением образуется плотный шов, содержащий большое количество марганцевых и кремниевых элементов и обладающий хорошими механическими показателями. Кроме этого, швы отличаются высокой ударной вязкостью, что делает сварочные электроды УОНИ особенно востребованными при работе с ответственными конструкциями.

Благодаря своим высоким прочностным свойствам, конструкции, выполненные с УОНИ, хорошо переносят вибрационные и ударные нагрузки, перепады температур и являются устойчивыми к жидкостям.

Статьи о продукции 02.12.2020 16:26:51

Векторное поле на электроде затвора для

Контекст 1

... эксперименты проводились в микрофлюидном устройстве, которое просто состояло из трех параллельных 200! плоские электроды шириной м, уложенные на стеклянную подложку (рисунок 2). Габаритные размеры стеклянной подложки - 20 мм × 10 мм × 500! м. Фотолитография с обращением изображения использовалась для переноса рисунка электрода на фоторезистивной пленке (AZ5214). Электроды были изготовлены путем осаждения 10 нм титана и 200 нм платины с использованием электронно-лучевого испарения.Остаточный фоторезист удаляли в ацетоне. Средний электрод называется электродом затвора, тогда как два внешних электрода называются управляющими электродами. Расстояние между двумя ведущими электродами, измеренное от их соответствующих центров, составляет 1 мм. Электрод затвора расположен симметрично между двумя управляющими электродами. Эти названия электродов выбраны из-за их аналогии с твердотельным полевым транзистором (FET). В нашем устройстве приводные электроды используются для создания электрического поля и создания потока ICEO на затворе.Поток на затворе можно изменить, приложив к нему потенциал (эффект поля). 2 мм × 4 мм × 125! м проточная камера была разрезана на 125! лист ПДМС толщиной м и помещенный на электроды. Затем проточную камеру заполняли ионным раствором, который использовался в качестве рабочей жидкости, с добавлением затравки из флуоресцентного полистирола размером 700 нм для отслеживания потока. 500! Сверху камеры помещалась стеклянная пластина толщиной 1 м, закрывающая ее. Поскольку проточная камера и электроды длиннее в одном направлении, чем в другом, в нашем численном моделировании учитывалось только двумерное поперечное сечение проточной камеры (показанное на рисунке 3). Функциональный генератор переменного тока вырабатывает сигнал, который подается на управляющие электроды (рисунок 4). В случае симметричного ICEO, т.е. когда электрод затвора не подключен, он приобретает плавающий потенциал. В качестве рабочей жидкости используется 1 мМ раствор KCl (150 мкСм / см). Чтобы визуализировать поток ICEO, частицы полистирола с красной флуоресценцией размером 700 нм (Duke Scientific, Фремонт, Калифорния) суспендируют в рабочей жидкости перед ее переносом в проточную камеру. Конечная концентрация флуоресцентных частиц в рабочей жидкости равна 0.02% об. Ртутная дуговая лампа 100 Вт (Optiquip, Highland Mills, NY), эпифлуоресцентный микроскоп (Nikon Eclipse E600FN), куб с оптическим фильтром (возбуждение 532 нм, эмиссия 612 нм, Chroma, Rockingham, VT), линза объектива 10x ( NA 0,25) и камера CCD (Hamamatsu, 1280, 1024, 12 бит) являются основными компонентами системы визуализации. Флуоресцентные частицы возбуждаются зеленым светом (длина волны 532 нм), а при возбуждении излучают красный свет (612 нм), который регистрируется камерой CCD. Для типичного эксперимента приблизительно 50 изображений записываются и анализируются с помощью! Программа PIV. ! Программа PIV вычисляет взаимные корреляции из последовательных пар изображений и усредняет их перед созданием поля скорости [33, 34]. На рисунке 5 показан символ! Векторное поле PIV на электроде затвора для амплитуды управляющего напряжения "0 # 9 В и частоты f # 163 Гц в 1 мМ растворе KCl. Плоскость xz представляет верхнюю поверхность электрода. Среднее изменение скорости по ширине ворота i.е. направление x было вычислено путем усреднения векторов в направлении z (показано на рисунке 6). Жидкость течет симметрично от двух краев к центру затвора, x # 0. Скорость максимальна у краев и равна нулю в центре. Небольшой провал скорости наблюдается вблизи краев из-за того, что скорость на стеклянной подложке вблизи краев электрода равна нулю и! Программа PIV создает эффект усреднения для векторов из-за конечных пространственных ...

Измерение изменений объема и связанных напряжений в Ge-электродах из-за окислительно-восстановительных реакций Na / Na +

Электрохимические ячейки in situ были собраны с пленкой аморфного германия (a-Ge) в качестве рабочего электрода и натриевой фольгой в качестве электрода сравнения и противоэлектрода. Напряжения, возникающие в электродах из a-Ge из-за электрохимической реакции с натрием, измерялись в режиме реального времени во время гальваностатического цикла. Специально разработанный узорчатый электрод из a-Ge циклировали против натрия, и соответствующие изменения объема измеряли с помощью АСМ; было замечено, что натриение / десодиация a-Ge приводит к изменению объема более чем на 300%, что согласуется с литературными данными. Потенциал и реакция на стресс показали, что пленка a-Ge претерпевает необратимые изменения во время первого процесса содиации, но последующие циклы десодиации / содиации обратимы.Реакция пленки на напряжение достигла установившегося состояния после начального окисления и качественно аналогична отклику Ge во время литирования, то есть начальной линейной упругой реакции, за которой следует обширная пластическая деформация пленки, чтобы приспособиться к большим изменениям объема. Однако, несмотря на то, что он содержит больше ионов, натриение Ge вызывает более низкие уровни напряжения по сравнению с литиированием. Следовательно, механические потери на рассеяние, связанные с пластической деформацией, во время процесса натрирования ниже, чем при литировании.

Недавний толчок к экологически безопасному производству энергии и безуглеродным транспортным технологиям возродил интерес к разработке передовых устройств хранения энергии, таких как аккумуляторные батареи. Благодаря беспрецедентной объемной и гравиметрической плотности энергии среди доступных химикатов батарей 1,2 Литий-ионные батареи (LIB) - это основной выбор в качестве накопителя энергии в портативной электронике, электромобилях и системах хранения энергии.Однако прогнозируемое широкое использование электромобилей в ближайшее время увеличит спрос на литий и приведет к росту стоимости. Более того, запасы лития ограничены и расположены в географически удаленных и затронутых конфликтом районах Земли. В результате в последние годы активизировались усилия по разработке жизнеспособных и альтернативных батарей, таких как алюминиевые, магниевые и натрий-ионные батареи. Среди этих вариантов натрий-ионные батареи (NIB) становятся все более потенциальной альтернативой литий-ионным батареям, особенно для сетевых хранилищ, где низкая стоимость является основным требованием.Натрий-ионные батареи дешевле из-за большого количества Na в земной коре. 3–5 Далее, Na не реагирует с Al, 6 , который позволяет заменить дорогостоящую медь в качестве токоприемника - еще одно практическое преимущество, которое значительно удешевляет натрий-ионные батареи.

Поскольку Na химически подобен Li во многих аспектах, а фундаментальные принципы NIB и LIB идентичны, много усилий было направлено на определение электродных материалов, структурно аналогичных материалам, используемым в технологии литий-ионных аккумуляторов. 5,7 Значительный успех был достигнут с таким подходом в поиске материалов положительных электродов для натриево-ионных аккумуляторов; например, оксиды переходных металлов со слоистой структурой и оксиды марганца с туннельной структурой успешно обратимо интеркалируют / деинтеркалируют ионы Na, что приводит к стабильной емкости более 140 мАч / г -1 в течение нескольких сотен циклов. 1 Однако поиск подходящего анодного материала все еще продолжается. Графит, широко используемый отрицательный электрод в литий-ионных аккумуляторах, не подходит для натрий-ионных аккумуляторов, поскольку он препятствует интеркалированию ионов Na. 8 С другой стороны, твердый углерод, как было показано, обратимо реагирует с Na, давая емкость 300 мАч г -1 . 9 Другие перспективные материалы для отрицательных электродов для натрий-ионных батарей включают аморфный Ge (369 мАч г -1 ), 10,11 Pb (485 мАч г −1 ), 11,12 Sb (660 мАч г −1 ), 11,13 и Sn (847 мАч г −1 ). 13,14 Хотя эти материалы имеют сравнимую удельную гравиметрическую емкость с отрицательными электродами литий-ионных аккумуляторов, они страдают от плохих циклических характеристик. 15,16 Среди доступных материалов отрицательного электрода Ge продемонстрировал разумное сохранение емкости; например, Абель и др. . 17 показали, что наноколоночный Ge сохраняет 88% начальной емкости в течение более 100 циклов.

В литературе по литий-ионным батареям показано, что напряжения, вызванные объемным расширением, определяют длительную циклическую работу. Например, Si, Sn и Ge расширяются почти на 300% при взаимодействии с Li, что вызывает значительные напряжения в этих электродах. 18–20 Сетураман и др. . , 21 Bucci et al ., 22 Аль-Обеди и др. . , 23 Надимпалли и др. . , 24 Фарр и др. . , 25 и Сони и др. . , 26 экспериментально показали, что величина напряжений в различных материалах электродов из-за циклического литирования / делитирования может достигать 1.5 ГПа. Было показано, что эти напряжения, вызванные объемным расширением, вызывают обширную пластическую деформацию и разрушение электродов, что приводит к быстрому снижению емкости. 27–30 Также наблюдается, что механические свойства, такие как модуль упругости, коэффициент Пуассона и предел текучести, изменяются в зависимости от концентрации Li, 31,32 , это постоянное изменение свойств во время работы батареи влияет на ее циклические характеристики. Помимо того, что они являются движущей силой для механических повреждений и уменьшения емкости, напряжения также влияют на потенциал равновесия, 21 кинетика реакции, 33,34 и транспортные процессы. 35 Ожидается, что напряжения, вызванные объемным расширением в электродах натрий-ионных аккумуляторов, будут играть аналогичную роль и влиять на циклические характеристики натриево-ионных аккумуляторов. Следовательно, количественная оценка напряжений, возникающих из-за реакций натриево-десодиации, важна для понимания эволюции повреждений в электродах натриево-ионных аккумуляторов. Эта информация необходима для разработки устойчивых к повреждениям и высокоэффективных архитектур электродов для NIB. Значительный объем работ был проделан по электрохимическому поведению различных электродов натрий-ионных аккумуляторов, но, несмотря на его важность, их механическое поведение еще не охарактеризовано.Отсутствие экспериментальных данных о механическом поведении также препятствует разработке математических моделей, основанных на физике, для натриево-ионных батарей.

Следовательно, основная цель этого исследования состоит в том, чтобы измерить величину объемного расширения и связанных с ним напряжений в тонкопленочных электродах из Ge во время реакций содиации / десодиации. Для этого напыленные пленки Ge (рабочий электрод) на пластинах из плавленого кварца с двухсторонней полировкой (DSP) подвергали электрохимическому циклированию с натриевой фольгой (противоэлектрод / электрод сравнения) в лабораторном стакане.В то время как пленка Ge подвергалась циклическому изменению в гальваностатических условиях, кривизна подложки кремнеземной пластины DSP контролировалась с использованием оптического метода для обеспечения измерения напряжения в тонкопленочном электроде Ge в реальном времени. Изменение объема пленки a-Ge из-за содиации / десодиации определяли путем измерения толщины нескольких образцов тонкопленочных электродов из германия, которые подвергались оксидированию / десодиации до различных состояний заряда (SOC). Толщина пленки необратимо изменилась после первого цикла, т.е. пленка Ge не вернулась к своей исходной толщине после полного цикла содиации и десодиации.Было замечено, что реакция устойчивости пленки Ge к нагрузкам в установившемся состоянии во время натрирования / десодиации показала качественно аналогичное поведение с таковой для пленки литированного Ge, но величина напряжения значительно отличается. Несмотря на значительно больший размер (иона натрия), напряжения, возникающие из-за натрий-ионизации, ниже, чем напряжения, вызванные литированием в тонкопленочных электродах из Ge. Приведенные данные о расширении объема и измерения напряжения в реальном времени для оксида натрия помогут разработать основанные на механике модели электродов натриево-ионных аккумуляторов и усилия по проектированию устойчивых к повреждениям электродов.

Изготовление тонкопленочного электрода из германия

Тонкие пленки германия толщиной 100 нм были нанесены на подложку из плавленого кварца (толщина ~ 500 мкм, диаметр ~ 5,08 см, полировка с двух сторон), покрытая тонкими пленками Ti (~ 5 нм, как адгезионный слой) и Cu (~ 200 нм, как токоприемник). Пленки были нанесены методом распыления на постоянном токе с использованием Denton Explorer 14, а на вставке на рис. 1а показана схема конфигурации тонких пленок с различными слоями и их значениями толщины.Для обеспечения равномерной толщины пленки плита (которая удерживает образцы) в камере вращалась со скоростью 20 об / мин во время процесса осаждения. После осаждения толщину пленки Ge во всех образцах измеряли профилометром со щупом (KLA-Tencor, KLA Corporation). Подложка из плавленого кварца (SiO 2 ) не участвует ни в каких электрохимических реакциях; он служит только упругой подложкой для измерения кривизны, как показано на рис. 1b. Точно так же коллектор тока Cu инертен по отношению к Na согласно равновесной фазовой диаграмме Na-Cu, 36–38 , и он не будет способствовать развитию напряжения во время циклирования натриевого / десодиационного цикла Ge-электрода. Тонкие пленки Ge, осажденные распылением (при указанных выше условиях), как правило, аморфны. 39 Спектр XRD образца после осаждения, показанный на рис. 1c, полученный на рентгеновском дифрактометре Bruker D8 Discover (Bruker Corporation), подтверждает аморфную природу изготовленных тонких пленок Ge. Пики, показанные на рентгенограмме, указывают на кристалличность, принадлежат Cu, а отсутствие пиков Ge подтверждает его аморфную природу. В более раннем отчете Надимпалли и др. . 24 № подтвердил аморфную природу этих пленок Ge, нанесенных методом распыления, с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния света.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 1. Схема (а) многолучевого оптического датчика (MOS), интегрированного с изготовленной на заказ электрохимической ячейкой для измерения кривизны на месте. На вставке показаны детали электродных образцов, то есть различные тонкие пленки и значения их толщины, (b) показаны детали принципа измерения кривизны МОП, и (c) изображена рентгенограмма осажденных пленок на подложке из диоксида кремния, соответствующая аморфной природе. пленки Ge (т.е. отсутствие пиков для кристаллического Ge).

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Сборка и измерения электрохимической ячейки

На рис. 1а показана схема электрохимической ячейки, изготовленной из тефлона, изготовленной в компании. Натрий-ионные полуэлементы собирали и циклически проверяли при комнатной температуре внутри перчаточного бокса, заполненного аргоном (MBraun Inc., <0,1 ppm O 2 , <0,1 ppm H 2 O). Пленка аморфного германия (a-Ge) как рабочий электрод; 1.Натриевая фольга толщиной 3 мм (приготовленная из кубиков Na на основе 99% следов металлов, Sigma Aldrich) в качестве противоэлектрода / электрода сравнения; и 1 M перхлорат натрия (NaClO 4 , чистота> 98%, Sigma Aldrich) в пропиленкарбонате (PC, 99,7% безводный, Sigma Aldrich) с 5 мас.% добавкой фторэтиленкарбоната (FEC, Sigma Aldrich) в качестве электролита. используется для изготовления электрохимических ячеек, как показано на рис. 1а. Лист стеклянного микроволокна (размер пор ~ 1 мкм м, Sigma Aldrich) использовался в качестве разделителя, который предотвращает любой физический контакт между электродами, т.е.е., избегает короткого замыкания.

Аморфные пленки Ge подвергали оксидированию и десодиации в гальваностатических (т. Е. При постоянной плотности тока i = 1 мкм А см −2 ) условиях от 2 В до 0,001 В относительно Na / Na + с использованием потенциостат Solartron 1470E; напряжение и потенциальная реакция пленки Ge регистрировались одновременно во время этого процесса. Дополнительные гальваностатические эксперименты с теми же плотностями тока были выполнены на пленках Ge толщиной 30 нм и 120 нм, чтобы увидеть, зависит ли электрохимическая реакция и реакция на напряжение от толщины пленки.Эксперименты по циклической вольтамперометрии проводились на пленках Ge 100 нм при скорости сканирования 0,1 мВ с -1 между 2 В и 0,001 В по сравнению с Na / Na + . Все описанные здесь эксперименты проводятся внутри перчаточного бокса (MBraun Inc., заполненного аргоном, <0,1 ppm O 2 и <0,1 ppm H 2 O). Сканирующий электронный микроскопический анализ проводился как на подготовленных, так и на циклических образцах. Циклические клетки разбирали, и образцы промывали пропиленкарбонатом в течение 10 минут, а затем сушили в течение 24 часов внутри перчаточного бокса перед их извлечением для анализа SEM.Образцы переносили в герметичный контейнер, заполненный аргоном, и переносили в камеру SEM с минимальным воздействием окружающего воздуха.

Измерение напряжения с использованием многолучевой оптической (MOS) установки

На рисунке 1b показана схема установки многолучевого оптического датчика (MOS) (k-Space Associates, Dexter, MI), который использовался для отслеживания эволюции кривизны подложки из плавленого кварца во время цикла натрий-десодиации пленки Ge. Установка MOS состоит из твердотельного лазерного источника (с центральной длиной волны 660 нм), одного коллимированного луча и двух эталонов, предназначенных для генерации массива лазерных лучей 2 × 2. Матрица лучей, отраженных от подложки, была захвачена камерой CCD, как показано на схеме. Захваченное изображение отображается на мониторе компьютера в виде массива круглых точек 2 × 2 (поперечное сечение лазерных лучей). Кривизна образца определялась путем измерения относительного смещения лазерных точек как,

, где D - расстояние между центрами лазерных пятен, D o - начальное расстояние между лазерными точками, угол лучей и L - длина оптического пути, как показано на рис.1b. Коэффициент cos / 2 L, известный как постоянная зеркала, который является специфическим для данной установки, был получен путем калибровки установки с использованием зеркала известной кривизны. Матрица 2 × 2 лазерных пятен позволяет измерять кривизну в двух ортогональных направлениях. Это будет важно для понимания того, расширяется ли пленка изотропно и равномерно. Обратите внимание на рис. 1а, что, хотя фольга Na, стекловолоконный сепаратор и пленки Ge остаются погруженными в электролит во время эксперимента, поверхность кремнеземной подложки, которая отражает лазерные лучи, не была погружена. Это было сделано для предотвращения оптических сложностей, связанных с прохождением лазера через электролит.

Напряжения в пленке Ge связаны с кривизной подложки уравнением Стони, 31,40

где E s , т с , υ s - модуль Юнга, толщина и коэффициент Пуассона кремнеземной подложки соответственно.Параметр σ r - остаточное напряжение в исходной пленке Ge (вызванное несоответствием коэффициентов теплового расширения между подложкой из диоксида кремния и пленкой Ge, когда пленка возвращается к комнатной температуре и повышается во время процесса осаждения), а t f - это толщина пленочного электрода из a-Ge, которая непрерывно изменяется в процессе окисления / десодиации. На основании предыдущих наблюдений за литий-ионными электродами, 31,41–43 разумно предположить, что объемное расширение Ge будет линейной функцией концентрации натрия, т. е.е. изменение толщины пленки Ge как функция емкости из-за натрий / десодиации задается как

Здесь - начальная толщина пленки, z - состояние заряда (SOC), которое изменяется от 0 до 1; z = 1 соответствует полностью оксидированному состоянию с теоретической емкостью 369 мАч g -1 и объемной деформацией β . 11,44 Объемная деформация в Ge, вызванная реакцией натрия, ранее экспериментально не измерялась. Примечание из уравнения. 2 что мгновенная толщина пленки t f требуется для определения истинного напряжения в пленке.Следовательно, здесь было измерено изменение толщины пленки Ge во время реакции натриевого / десодиации, подробности которой представлены ниже.

Измерение изменения объема Ge из-за реакции натриения / десодиации

Пленка Ge с рисунком, показанная на рис. 2а, была изготовлена ​​с помощью последовательности процессов нано- и микропроизводства, таких как фотолитография, электронно-лучевое испарение и лифтинг. off (средство для удаления микропитаний) на полированной пластине из плавленого кварца (толщина ~ 500 мкм м, длина = 25 мм, ширина = 25 мм).Толщина пленок Ge, Ni и Ti составляла 30 нм, 75 нм и 5 нм соответственно; На рис. 2b показан ступенчатый профиль узорчатой ​​пленки, измеренный с помощью атомно-силового микроскопа (Dimension Icon, Bruker Corporation). Образцы Ge с рисунком затем были собраны, как показано на рис. 1а, в конфигурации полуячейки и подвергнуты циклическому циклу в гальваностатических условиях до различных уровней состояния заряда, и были измерены изменения толщины пленки. Следует отметить, что из-за ограничений, накладываемых подложкой, площадь пленки почти постоянна; следовательно, изменение объема Ge из-за реакции окисления / десодиации отражается в изменении толщины.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 2. (a) Схема образца электрода с рисунком, используемого для измерений объемного расширения; (б) профиль линии образца с рисунком показывает стопку пленок 110 нм (~ 5 нм Ti, ~ 75 нм Ni и ~ 30 нм Ge). Для подтверждения толщины пленки и высоты ступенек измерения проводились в нескольких точках образца. Наблюдаемый всплеск на краю пленки мог быть из-за краевых дефектов процесса отрыва, которые дополнительно усиливались реакцией замкнутой системы управления АСМ.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Открытая подложка из диоксида кремния (показанная на рис. 2a), действует как эталонная поверхность для измерения расширения / сжатия по толщине тонкопленочного электрода Ge во время реакции натриения / десодиации; Обратите внимание, что толщина слоев Ni и Ti не меняется, поскольку эти слои не реагируют с натрием. Несколько образцов были прерваны на различных этапах цикла для получения данных об изменении объема; в частности, три пробы были прерваны после завершения первого процесса содиации, три пробы были прерваны после одного полного цикла содиации / десодиации (т.е., первый цикл), и еще три пробы были прерваны после завершения второго содирования (то есть процесса содирования после 1-го цикла). Затем прерванные ячейки разбирали, и образцы электродов промывали в пропиленкарбонате (ПК) в течение 10 минут с последующей сушкой в ​​течение 24 часов в исходном перчаточном боксе (MBraun Inc.) перед переносом их в другой перчаточный бокс (MBraun Inc., заполненный). с аргоном, <0,1 ppm O 2 и <0,1 ppm H 2 O), оборудованных Bruker Dimension ICON AFM.Измерения толщины проводились с использованием режима сканирования Peakforce, доступного в АСМ, с датчиком SCANASYST-AIR (жесткость пружины 0,4 Н · м -1 ). В каждом образце измерения толщины были выполнены в нескольких местах, и среднее значение всех этих измерений было взято в качестве репрезентативного измерения толщины для этого образца. На рисунке 2b показаны типичные данные о толщине образца в том виде, в котором он был приготовлен (т. Е. Необработанного).

Возможный отклик Ge электрода во время циклического натяжения / десодиации

На рис. 3а показана циклическая вольтамперограмма тонкопленочного электрода из a-Ge, циклически повторяемого относительно электрода сравнения Na со скоростью сканирования 0. 1 мВ с -1 в 1 М перхлорате натрия в пропиленкарбонате с 5 мас.% Фторэтиленкарбонатного электролита. Катодная развертка цикла 1, соответствующая окислению первичной пленки a-Ge, показывает небольшой пик (с максимумом при ~ 4,5 мкм А · см -2 ) с центром около 0,5 В относительно Na / Na + , но отсутствует во всех последующих циклах, указывает на реакцию типа пассивации, соответствующую образованию натрий- и хлорсодержащих частиц из-за восстановления растворителя.Это объясняется образованием межфазной границы твердого электролита (SEI), связанной с необратимым разложением компонентов электролита во время первого цикла. При продолжающемся сканировании ток содиации резко увеличивается на 50 мВ по сравнению с Na / Na + , и для последующих циклов натяжения начало этого резкого увеличения тока содиации происходит при ~ 100 мВ, что свидетельствует об улучшении кинетики при циклировании. Обратите внимание, что в контексте пары полуэлементов, таких как Ge (рабочий) Na (эталон / счетчик), во время цикла содирования работа выполняется ячейкой на потенциостате и, следовательно, более высокий потенциал по сравнению с Na / Na + указывает на легкую кинетику. Причина медленной кинетики при первом окислении Ge может быть связана с дополнительными кинетическими барьерами, участвующими в первом цикле, такими как процесс разрыва связи Ge-Ge. Разница в перенапряжения между первым циклом десодиации и последующими циклами десодиации незначительна; Обратите внимание, что во время десодиации на ячейке работает потенциостат, и поэтому более низкий потенциал по сравнению с Na / Na + указывает на легкую кинетику. Рисунок 3 (а) также показывает, что кривые десодиации для циклов 2–4 перекрываются, что указывает на одинаковую емкость и, следовательно, хорошую обратимость после первого цикла.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 3. (a) Циклическая вольтамперограмма пленки a-Ge при скорости сканирования 0,1 мВ с −1 против Na / Na + . Потенциальный отклик тонкопленочного анода Ge как функция (б) времени и (в) емкости во время циклического натяжения / десодиации в гальваностатических условиях, то есть при постоянной плотности тока ~ 1 мкм А · см −2 ( ок. С / 20).

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

На рисунках 3b и 3c показан потенциальный отклик пленки Ge как функция времени и удельной емкости, соответственно, во время циклического натяжения / десодиации при постоянной плотности тока 1 мкм А см −2 (что соответствует ~ С / 20 ставка). В начале первого цикла потенциал ячейки резко падает от значения разомкнутой цепи 2 до 0,61 В по сравнению с Na / Na + , где он остается постоянным в течение короткого периода времени, а затем резко падает до плато потенциала. из 0.14 В по сравнению с Na / Na + , что соответствует легированию натрия пленкой a-Ge. Потенциал остается почти постоянным при 0,14 В относительно Na / Na + до конца натрирования и быстро падает до порогового значения 0,001 В относительно Na / Na + при 540 мАч г -1 . После десодиации потенциал резко возрастает до 0,65 В по отношению к Na / Na + при изменении емкости 40 мАч г -1 и остается постоянным при 0,65 В по сравнению с Na / Na + до тех пор, пока емкость не снизится до 360 мАч г. -1 , что соответствует экстракции натрия из пленки Ge, и постепенно возрастает до 2 В по сравнению с Na / Na + в конце процесса десодиации, т.е.е., при 200 мАч g −1 . Колумбийный КПД в первом цикле составлял 63%, но он увеличился до 78% во втором и до 81% в четвертом цикле. Короткое плато 0,61 В относительно Na / Na + , которое присутствует в первом цикле процесса окисления, но практически отсутствует в остальных циклах, рис. 3b и 3c, можно отнести к необратимым побочным реакциям, которые приводят к образованию слоя SEI. Эти наблюдения хорошо согласуются с данными Баггетто и др. . 11

Плоский отклик потенциала, такой как 0,14 В по сравнению с Na / Na + во время окисления свежей пленки a-Ge на рис. 3b и 3c, в общем, указывает на двухфазную реакцию в электродах, т.е. реакцию, которая приводит к образованию резкой границы раздела фаз, разделяющей две равновесные фазы с резким скачком концентрации на границе раздела фаз. Эта резкая фазовая граница затем распространяется в пленку, пока вся пленка не будет поглощена одной фазой.Некоторыми примерами такого явления являются превращение кристаллической фазы в кристаллическую, когда Li реагирует с графитом через стадии, Al и Sn с образованием Li x C, 45 Li x Интерметаллиды алюминия 46 и, Li x Интерметаллиды Sn 15,47 соответственно; и превращение кристаллической фазы в аморфную, когда Li реагирует с кристаллическим Si с образованием аморфного Li x Si. Фактически было зарегистрировано 14,48,49 , что окисление Sn также демонстрирует плоские потенциалы, указывающие на двухфазные реакции.Однако одно существенное различие между этими предыдущими отчетами и настоящим исследованием состоит в том, что в отличие от вышеупомянутых отчетов, где исходные образцы имеют кристаллическую природу в начале эксперимента, тонкопленочные электроды Ge в настоящем исследовании имеют аморфную природу, начиная с , см. рис. 1c. Кроме того, согласно измерениям дифракции рентгеновских лучей на месте, проведенным Баггетто и др. . , 11 пленка a-Ge остается аморфной во время и по окончании процесса натрирования, что свидетельствует об образовании твердого раствора Na x Ge, однако плоский отклик потенциала, характерный для двухфазной реакции, наблюдался в текущем исследовании и более ранний отчет Баггетто и др. . 11 . Необходимо провести тщательную и обширную характеристику in situ (например, ПЭМ и XRD), чтобы пролить больше света на это поведение, которое выходит за рамки данного исследования.

Следует отметить, однако, что плоский потенциал не всегда должен быть связан с фазовым преобразованием. Например, работа с использованием просвечивающего электронного микроскопа на a-Si, выполненная Ван и др. . 50 и МакДауэлл и др. . 48 указывает, что при чрезвычайно высоких скоростях литирования / делитирования или условиях ограниченной диффузии может происходить появление двухфазной реакции в аморфных электродных материалах (или a-Si) во время электрохимической реакции (литиирования). МакДауэлл и др. . 48 наблюдал эту, казалось бы, двухфазную реакцию (резкая фазовая граница, движущаяся через частицу a-Si), происходящую только во время первого процесса литирования, но не в последующих циклах; реакция при последующем циклировании происходила по однофазному механизму (образование твердого раствора, указывающее на более высокую наклонную характеристику напряжения). 51,52 МакДауэлл и др. . утверждал, что это поведение аналогично наблюдениям в этом исследовании (рис.3), обусловлено лимитирующим эффектом разрыва связи Si – Si по отношению к скорости литирования. Следует отметить, что a-Si не проявляет такого поведения при очень низких скоростях литирования, как показано Сетураманом и др. . , 31 Bucci et al., 22 Надимпалли и др. . , 30 и Фарр и др. . 53 Ожидается, что подобное явление ограничения скорости, такое как относительно низкая диффузия Na в чистом Ge по сравнению с циклическим Ge, как предполагает CV-кривая на рис. 3а, отвечает за плоский потенциал, когда первичная пленка a-Ge подвергается оксидированию (напоминая механизм двухфазной реакции), и за однофазную реакцию в последующих циклах. Фактически, это поведение было отражено в измерениях напряжения, которые представлены ниже.

Реакция на напряжение тонкопленочного электрода Ge во время реакции натрирования / десодиации

На рисунках 4a и 4b показано изменение толщины (или кривизны) пленки a-Ge как функции времени и емкости, соответственно, во время гальваностатического натяжения. цикл десодиации.Обратите внимание, что значение напряжения-толщины при нулевой нагрузке не равно нулю из-за остаточного напряжения. Обычно тонкие пленки осаждают при повышенных температурах, и из-за несоответствия свойств теплового расширения в пленках возникают остаточные напряжения, когда система пленка / подложка охлаждается до комнатной температуры. Остаточное напряжение во всех описанных здесь экспериментах было получено путем измерения кривизны подложки (с установкой, показанной на рис. 1) непосредственно до и после осаждения пленок и с использованием уравнения.2 (только второй член в правой части). Среднее значение измеренного остаточного напряжения в пленках составило -0,24 ГПа; Знак представляет состояние напряжения: отрицательное для сжимающего напряжения и положительное для растягивающего напряжения.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 4. Поведение тонкопленочного анода из a-Ge как функция толщины и напряжения в зависимости от (а) времени и (б) удельной емкости, соответственно, во время ионизации / десодиации при гальваностатическом циклировании (при постоянной плотности тока ~ 1 μ А см −2 , т.е.е., по курсу С / 20).

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

На рис. 4b показано, что значение толщины при напряжении оставалось почти постоянным при сохранении емкости, когда натрий вступал в реакцию с чистым a-Ge, достигая значения -2 Па · м в конце натяжения (543 мА · ч g -1 ). После десодиации значение напряжения-толщины быстро увеличивалось до 43 Па-м при изменении емкости 40 мАч g -1 и затем постепенно и нелинейно увеличивалось с уменьшением емкости, достигнув пикового значения 109 Па-м при 204 мАч g. −1 (в конце десодиации).Хотя реакция десодиации одинакова во всех циклах, реакция пленки во время первого натрийсвязи (т. Е. Когда натрий прореагировал с чистой пленкой a-Ge) разительно отличается от реакции, наблюдаемой в последующих циклах, т. Е. В последующих циклах, значение толщины напряжения не оставалось постоянным, а быстро (и линейно) увеличивалось с емкостью до пикового значения -93 Па-м (при 355 мАч изб. -1 во втором процессе оксидирования) и затем уменьшалось нелинейно с дальнейшее окисление, достигающее значения -8 Па-м в конце сеанса, что отражает поведение, наблюдаемое во время процесса десодиации.Расширение пленки Ge в плоскости во время натрирования сдерживается подложкой, которая вызывает в пленке двухосные сжимающие напряжения. Точно так же подложка предотвращает усадку пленки в плоскости во время десодиации, вызывая двухосные растягивающие напряжения; однако пленка может расширяться в нормальном направлении (или в направлении толщины).

Следует отметить, что измеренные значения кривизны могут привести к ошибке в оценке напряжения, если пленка треснет во время циклирования. Тот факт, что пиковое значение напряжения-толщины ~ 114 Па · м во время десодиации и ~ -94 Па · м во время натощения оставалось почти постоянным в течение первых четырех циклов (рис.4а) свидетельствует о том, что пленка Ge не образовывала трещин в течение первых четырех циклов. Анализ SEM, проведенный на различных образцах, показанных на рис. 5, подтверждает это наблюдение, что пленка Ge была неповрежденной в течение первых четырех циклов, а трещины развивались только во время 5-го цикла. Хотя механизм зарождения трещин в аморфном Na x Ge в настоящее время не изучен, более пристальный взгляд на поверхностные особенности электрода на рис. 5 вместе с недавней литературой может предложить некоторую предварительную гипотезу.Обратите внимание на рис. 5, что циклическое повторение содиации / десодиации приводит к повышенной шероховатости поверхности, а также может вызвать пористость. 11,54 Кроме того, при циклическом изменении шероховатость и пористость изменяются. Образование трещин в результате изменения характеристик поверхности, микроструктуры и повторяющихся циклов растягивающего / сжимающего напряжения в пленке Na x Ge аналогично малоцикловому усталостному разрушению в поликристаллических конструкционных материалах. Реакция на напряжение, показанная на фиг.4, повторялась по крайней мере в 10 различных образцах, изготовленных в разных партиях, а также реакция кривизны не зависела от направления пленки в плоскости (см. Фиг.S1, доступный на сайте stacks.iop.org/JES/168/010504/mmedia), что указывает на то, что расширение пленки из-за реакции содиации / десодиации изотропно. Дальнейшие фиг. S2-S4 показывают, что реакция пленки на напряжение также не зависела от толщины пленки (т.е. для тонких пленок a-Ge 30 нм, 100 нм и 120 нм наблюдались незначительные отклонения в измеренных данных). Другими словами, отклик, показанный на рис. 4, воспроизводится на нескольких образцах и не зависит от толщины пленки (по крайней мере, в диапазоне от 30 до 120 нм).

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 5. Изучение морфологии поверхности осажденных и подвергнутых циклическому воздействию тонкопленочных электродов Ge с помощью SEM (сканирующая электронная микроскопия): (а) первичная пленка a-Ge, (b) пленка Ge после первого натрирования, (c) пленка Ge после цикла окисления / десодиации, (d) пленка Ge после 5-го цикла.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Реакция зависимости толщины от напряжения a-Ge, рис.4, качественно аналогичен кристаллическому Si при литировании / делитировании в гальваностатических условиях. Чон и др., . 55 сообщил, что когда кристаллический Si впервые вступает в реакцию с Li, он проявляет двухфазную реакцию, приводящую к плоскому потенциалу и линейному отклику "напряжение-толщина", что резко отличается от отклика в последующих циклах. Такое поведение Si приписывается необратимому превращению кристаллического Si в аморфный Li x Si во время первого процесса литирования, который остается аморфным в течение оставшейся истории цикла. 56 Отчетливо различающаяся реакция пленки a-Ge на напряжение во время первого процесса окисления по сравнению с реакцией в последующих циклах, показанных на рис. 4, может быть отнесена к необратимым изменениям, которые происходят в пленке a-Ge во время первого процесса окисления. Причину почти плоской стресс-реакции можно объяснить следующим образом. При ограниченной диффузии реакции между натрием и чистым Ge (т. Е. Первое натриевое окисление), как следует из плоского отклика потенциала на рис. 3, резкий фронт концентрации разделяет пленку Ge на богатые натрием и бедные натрием области, обозначенные красным и синие области соответственно на схеме рис.6а. Плоский потенциал также предполагает, что концентрация натрия в богатом натрием Ge остается постоянной, в то время как фронт распространяется в оставшуюся пленку Ge. Во время этого процесса обе (синие и красные области на рис. 6a) области пленки Ge вносят вклад в измеряемое напряжение: Здесь σ 1 и t 1 - значения напряжения и толщины, соответственно, богатая натрием (или красная) область, а σ 2 - напряжение в бедной натрием (или синей) области во время начального натриевого окисления.Обратите внимание, что σ 1 и σ 2 остаются постоянными, поскольку концентрация натрия в обеих областях остается постоянной. Кроме того, разумно предположить, что σ 2 - это остаточное напряжение (т.е. напряжение в пленке Ge в начале эксперимента или при низкой концентрации натрия, рис. 4 и 6), а σ 1 должно быть меньше σ 2 , поскольку напряжение пленки, богатой натрием, почти близко к 0 ГПа из рис.4. Таким образом, измеренное напряжение во время первого натяжения дается как то, которое остается почти постоянным или немного уменьшается по мере увеличения t 1 , что приводит к плоскому отклику, показанному в первом процессе содирования на фиг. 4. Когда пленка завершает это необратимое преобразование в первом процессе окисления реакция пленки в оставшейся истории циклов повторяется, что согласуется с потенциальной реакцией на рис. 3.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 6. (a) Схема необратимого механизма реакции во время 1-й реакции натрирования исходной тонкой пленки a-Ge, за которой следует обратимый однофазный механизм натриения / десодиации, согласно наблюдениям на рис. 3 и 4. (b) и (c) показаны потенциал и реакция толщины пленки a-Ge как функция емкости, соответственно, во время частичного цикла натрирования / десодиации в гальваностатических условиях, причем каждый цикл постепенно реагирует на большее количество первозданная пленка a-Ge. Обратите внимание, что отчетливая сигнатура реакции свежего германия с натрием, т.е.е., почти незначительное изменение кривизны в зависимости от емкости, происходящее в последующих циклах до тех пор, пока весь свежий Ge не прореагирует с Na.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Были проведены дополнительные эксперименты для проверки гипотезы о том, что, если вся первоначальная пленка a-Ge не активируется / не вступает в реакцию (или не превращается необратимо), плоский отклик (или предельное изменение толщины напряжения) с пропускной способностью, как видно в первом натяжении. процесс, показанный на фиг. 4, будет происходить во время окисления в последующих циклах.На рисунках 6b и 6c показаны данные о потенциале и толщине напряжения, соответственно, из одного такого эксперимента, в котором пленка Ge была частично содирована (или активирована) и десодифицирована, причем каждый цикл проникает глубже в пленку, то есть постепенно превращается (или активируется) больше, пока весь первозданный a-Ge не отреагирует необратимо. Плотность тока i = 3 мкм А см −2 была постоянной на протяжении всего эксперимента. Обратите внимание, что значение толщины напряжения не изменилось в течение первых 4 часов цикла содирования / десодиации, потому что большая часть этого натяжения была реакцией SEI.Однако в следующем цикле, когда пленка подвергалась оксидированию в течение 5 часов, как и предполагалось, кривизна оставалась почти постоянной, а реакция десодиации аналогична ожидаемой в соответствии с рис. 4, хотя величина отличается, потому что только небольшая часть пленка была активирована в этом цикле и внесла свой вклад в это изменение кривизны. Во время третьего цикла процесса оксидирования часть пленки, которая была активирована ранее, способствовала начальному резкому линейному увеличению толщины напряжения с увеличением емкости, а когда натрий вступил в реакцию с оставшимся чистым a-Ge, значение толщины напряжения оставалось почти постоянным. согласно гипотезе.Наконец, когда вся пленка активируется (или необратимо преобразуется), зависимость толщины от напряжения во время десодиации и последующего циклирования качественно и количественно соответствовала фиг. 4. Это подтвердило гипотезу о том, что первоначальная реакция Na с чистым a-Ge активирует пленку и безвозвратно преобразует ее.

Изменения объема и связанное с ними истинное напряжение из-за цикла натрирования / десодиации пленки Ge

Данные, представленные на рис. 4 и 6 получается непосредственно из измерений кривизны, и для определения истинного напряжения (или напряжения Коши) в пленке при любой заданной концентрации натрия требуется мгновенная толщина пленки согласно уравнениям.2 и 3. На фиг. 7a и 7b показано изображение АСМ структурированного электрода из a-Ge до и после первого процесса оксидирования соответственно; и на рис. 7c показаны профили по высоте тонких пленок Ge, подвергшихся оксидированию / дезодорации на различных стадиях циклирования. Поверхность (инертной) подложки из диоксида кремния используется в качестве эталона для измерений толщины, поскольку она не будет участвовать в электрохимических реакциях. Примечание из рис. 7b и 7c видно, что поверхность пленки a-Ge приобретает заметную шероховатость после реакции с натрием; например, примечание к рис. 7c видно, что значение толщины пленки, содержащей оксид натрия, колеблется в большей степени по сравнению с толщиной пленки, содержащей оксид натрия. В результате значение толщины, усредненное по длине сканирования, обозначенное пунктирной линией, рассматривалось как репрезентативное значение толщины образца. Для каждого SOC рассматривалось не менее трех образцов, и сканировалось как минимум два местоположения в каждом образце. Как упоминалось ранее, ограничение подложки сохраняет площадь пленки почти постоянной; следовательно, изменение объема прямо пропорционально изменению толщины в текущих измерениях.На рисунке 7c представлены все эти измерения изменения толщины (или объема) из-за циклического натяжения / десодиации.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 7. АСМ-изображение (а) чистой пленки a-Ge и (б) пленки в конце 1-го процесса окисления; (c) профиль толщины пленок a-Ge, оксидированных / десодированных до различных уровней заряженности; и (d) отношение конечных значений толщины к начальным значениям толщины пленки a-Ge на различных стадиях цикла натрирования / десодиации.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

На рис. 7d показано отношение мгновенной толщины пленки оксидированного германия к ее исходному значению (т. Е. Первоначальной толщине пленки) в зависимости от предыстории оксидирования / десодиации. Каждая точка данных (пустой кружок) соответствует значению из одного образца, а закрашенные треугольники представляют собой среднее значение отношения для различных состояний содиации / десодиации пленки a-Ge. Обратите внимание, что чистая пленка a-Ge толщиной 30 нм расширилась до 101 нм, что соответствует среднему значению в конце полного содирования.После десодиации, то есть в конце первого цикла, пленка сжимается до 62 нм, но не возвращается к исходной толщине 30 нм. Это ожидаемо, потому что согласно термодинамике невозможно удалить весь Na, который прореагировал с a-Ge. Это также согласуется с наблюдениями на рис. 3 и 4 видно, что чистая пленка a-Ge претерпевает необратимую реакцию во время первого процесса окисления натрия. После второго процесса окисления пленка расширяется до среднего значения 4. Это измеренное значение степени расширения 3.39 и 4 для полностью содированного состояния немного больше, чем значение 3, оцененное Лу и др. . 54 основан на расширении нанотрубки из оксидированного германия. Следует отметить, что измерения толщины в текущем исследовании не учитывали влияние образования слоя SEI и его толщины. Кроме того, сравнение изменения объема проводится для разных образцов (прерываемых на различных этапах цикла), в отличие от измерения толщины на месте одной пленки, проходящей циклическое натрирование / десодиация.Следовательно, различные факторы, такие как параметры сканирования АСМ, изменение образца к образцу, неоднородная реакция в образце и образование нанопор во время десодиации, вносят свой вклад в разброс. Тем не менее, полученные здесь данные, насколько известно автору, являются одной из первых попыток измерения объемного расширения a-Ge за счет реакции с натрием. Из-за различных допущений, сделанных в этих измерениях объемного расширения, измерения следует рассматривать как оценки первого порядка. Хотя измерения толщины проводились только в конечных точках (т.е.е., в начале и конце содиации / десодиации), как утверждалось ранее, значения толщины на любом промежуточном SOC могут быть оценены линейной экстраполяцией согласно уравнению. 3. Принимая во внимание расширение пленки Ge из экспериментальных измерений, расширение по толщине Ур. 3 можно переписать как

, где - начальная толщина пленки, z - состояние заряда (SOC), которое изменяется от 0 до 1; z = 1 указывает на емкость 369 мАч g -1 и объемную деформацию 2,39, полученную в экспериментах (т.е.е., рис.7).

Истинное напряжение в пленке a-Ge из-за натяжения получается путем использования оцененной толщины пленки a-Ge во время цикла натрирования / десодиации согласно формуле. 4 и данные «напряжение-толщина», представленные на рис. 4. Истинные данные о напряжении пленки a-Ge во время стабильного 2-го цикла представлены на рис. 8а. Как отмечалось ранее, при окислении напряжение увеличивается линейно (упругая реакция), достигает максимального значения сжимающего напряжения -0,56 ГПа при 100 мАч g -1 и медленно уменьшается с достижением емкости -0.18 ГПа в конце окисления. Нелинейная реакция на напряжение за пределами емкости 100 мАч г -1 предполагает, что пленка оксидированного германия претерпевает обширную пластическую деформацию, чтобы приспособиться к объемному расширению. После десодиации напряжение стало растягивающим (т.е. положительным значением) и оставалось близким к 0,01 ГПа до тех пор, пока емкость не снизилась до 270 мАч г -1 , а затем увеличилась до пикового значения 0,75 ГПа в конце десодиации. Реакция на стресс во время десодиации почти отражает реакцию во время процесса содиации.Поскольку пленка Ge продолжает пластически деформироваться, измеренную историю напряжений на рис. 8а можно рассматривать как развивающийся предел текучести сплава Na x Ge в зависимости от концентрации натрия. Хотя реакция на напряжение a-Ge во время натрий-десодиации, то есть на рис. 8а, качественно аналогична реакции a-Ge во время лития / делитиатона, величина напряжений значительно отличается. Подробное сравнение реакции Ge на напряжение из-за литирования и натрирования представлено ниже.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 8. Стресс-реакция пленки a-Ge как функция удельной емкости во время (а) цикла натрирования / десодиации и (б) циклического литиирования / делитирования в гальваностатических условиях, полученных от Надимпалли и др. . 24

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения

На рисунках 8a и 8b показано изменение напряжения в пленке a-Ge во время циклов гальваностатического натрирования / десодиации и литирования / делитирования, соответственно.Плотность тока во время цикла содиации / десодиации и цикла литирования / делитирования Ge составляла 1 мкм А см -2 и 5 мкм А см -2 соответственно. Обратите внимание, что изначально реакция на напряжение линейна с емкостью как во время натриевого, так и литиирования, но пиковое сжимающее напряжение натриевого Ge немного ниже, чем у литированного Ge. Достигнув пика, напряжение продолжает уменьшаться во время натрирования, но в процессе литирования напряжение остается почти постоянным при -0.5 ГПа до окончания процесса литирования. В результате уровень напряжений в натриевом Ge всегда меньше, чем в литированном Ge. Следует отметить, что максимальное сжимающее напряжение из-за литиирования может достигать -1,1 ГПа 24 , что значительно выше, чем -0,56 ГПа, наблюдаемого в оксиде натрия. Это интересно, потому что Li, несмотря на то, что он является меньшим по размеру атомом по сравнению с Na, может вызывать пиковое напряжение, которое в два раза больше, чем то, которое Na может вызвать при реакции с Ge.Более того, напряжение при любой концентрации в Li x Ge выше (как во время заряда / разряда), чем напряжения в Na x Ge. Тем не менее, больший размер атома натрия является одной из причин, по которым изменение объема из-за содиации составляет более 300%, что сравнимо с изменением объема, вызванным литированием, даже несмотря на то, что в сеть вставлен только один атом Na на каждый Ge. Другими словами, сетка Ge может вместить значительно больше атомов Li, чем атомов Na, при аналогичном изменении объема.Например, полное литиирование Ge приводит к образованию Li 15 Ge 4 , т. Е. 3,75 атома Li на атом Ge, но полное натрирование приводит к NaGe, т.е. только один атом Na на атом Ge в сетке. 11,17,44 . Из-за низких значений напряжений при почти одинаковых значениях деформации (изменения объема) в оксиде натрия, как будет показано ниже, потери на механическую диссипацию, связанные с пластической деформацией электродов, относительно низкие в оксиде оксида натрия по сравнению с оксидом лития.Следует отметить, что более низкие напряжения в электродах во время циклирования также могут уменьшить механическое повреждение, то есть растрескивание.

Поскольку на эффективность батареи влияют напряжения электродов и связанная с ними пластическая деформация, полезно количественно оценить связанные с этим потери. Процедура, основанная на энергетическом балансе, предложенная Сетураманом и др. . 31 Код для оценки потерь из-за пластической деформации в электродах принят здесь для оценки потерь энергии во время натрирования / десодиации Ge.Энергетический баланс во время окисления можно записать как:

Здесь - энергия, доступная в полуячейке, - это работа, совершаемая элементом на потенциостате, - это механическое рассеивание в Ge электроде из-за пластической деформации сжатия, а также сумма всех других диссипаций из-за различных поляризаций (т. е. переноса заряда, омической и транспортной). Рассчитывается как

, где В, - потенциал ячейки, I - ток и t с . - полное время содиации.Рассчитано, что оно составляет 0,19 Дж. Потери энергии из-за механического рассеяния рассчитываются как

, где A - общая площадь пленки, - стехиометрическое отношение Na к Ge в конце содирования, а t f - толщина пленки. Было получено из измеренных данных объемной деформации, равное 0,50 и принятое равным 1. Интегрирование в уравнении. 7 проводилась в пластическом режиме (т.е. между т р время начала пластической деформации и т с - время окончания содиации) кривой зависимости напряжения от толщины.Расчетное значение для окисления a-Ge составляет

Аналогичный энергетический баланс для процесса десодиации дает работу, выполняемую потенциостатом на ячейке, как

Величины в этом уравнении такие же, как и раньше, за исключением верхнего индекса d , который обозначает десодиацию. Используя аналогичную процедуру, вычисленные и составляют 0,53 Дж и 0,07 Дж соответственно. Считая поляризационные потери одинаковыми во время содиации и десодиации и исключив из обоих формул.5 и 8, полная потеря энергии из-за поляризации за один полный цикл () получается равной 0,23 Дж. Аналогичный анализ баланса энергии данных по литиированному Ge Надимпалли и др. . , 24 показывает, что поляризационные потери в литированной полуячейке Ge составляют приблизительно 0,19 Дж, а потери на механическую диссипацию из-за литиирования и делитирования Ge составляют 0,34 Дж. Обратите внимание, что, несмотря на значительно низкую емкость (369 мАч г -1 Na x Ge против 1320 мАч g ( −1 Li x Ge), поляризационные потери за один полный цикл почти одинаковы для обоих случаев; это может быть связано с вялой кинетикой реакции окисления / десодиации.Однако вклад пластической деформации в общую потерю энергии в цикле составляет примерно 64% ​​в Li x Ge по сравнению с только примерно 32% в Na x Ge. Следовательно, несмотря на больший размер ионов, натриение Ge приводит к более низким электродным напряжениям и меньшим механическим потерям по сравнению с литированием.

Объемное расширение и связанные с ним напряжения во время гальваностатического натрирования / десодиации аморфных тонкопленочных электродов были определены количественно. Как циклическая вольтамперометрия, так и гальваностатические измерения показали, что кинетика реакции является вялой и пленка a-Ge претерпевает необратимые изменения во время первого процесса оксидирования, но в последующем циклическом процессе не только улучшаются кинетика и колумбическая эффективность, но и становится отклик пленки. обратимый.Гальваностатическое натрирование a-Ge показывает длинный плоский потенциал 0,14 В относительно Na / Na + во время первого натрирования, что указывает на возможную двухфазную реакцию, которая отсутствует при последующем циклировании. Эти наблюдения хорошо согласуются с литературными данными.

Реакция зависимости толщины от напряжения пленки a-Ge во время циклического натяжения / десодиации измерялась с помощью установки многолучевого оптического датчика (MOS). Было замечено, что реакция пленки во время первого сеанса (т.е.е., когда натрий прореагировал с первичной пленкой a-Ge) разительно отличается от реакции в последующих циклах, что согласуется с потенциальной реакцией пленки, то есть первое окисление первичного a-Ge приводит к необратимой реакции. Пленка Ge оставалась неповрежденной (т.е. без растрескивания и расслоения) в течение первых пяти циклов содиации / диссодиации, и реакция пленки из-за реакции натриения / десодиации изотропна.

Объемные изменения пленки a-Ge из-за реакции натрирования / десодиации измеряли с помощью АСМ, размещенного внутри перчаточного бокса с инертной аргоновой средой.Было отмечено, что поверхность электрода после реакции с натрием приобретает значительную шероховатость. Во время процесса натрирования чистая пленка a-Ge испытала объемное расширение на 239% к концу полного натрирования. При десодиации, то есть в конце первого цикла, пленка сжимается, но не возвращается к своей первоначальной толщине. Это согласуется с электрохимическими данными и данными по толщине напряжения. После второго процесса натрирования пленка претерпевает среднее изменение объема на 300%. Эти измерения толщины следует рассматривать как оценки первого порядка, поскольку влияние образования SEI не принималось во внимание.

Напряжение, индуцированное в пленке Ge из-за натрий-ионизации, было получено с использованием данных измерения кривизны и эволюции толщины в уравнении Стони. Было замечено, что реакция на стресс становится повторяемой после первого процесса содиации. Первоначально напряжение (сжимающее) увеличивается линейно с увеличением емкости во время окисления и достигает пикового значения -0,56 ГПа при 100 мАч г -1 , а затем, после того, как реакция на напряжение становится нелинейной, и пленка продолжает пластически деформироваться, чтобы приспособиться к объему расширение и напряжение уменьшаются до -0. 18 ГПа в конце окисления. После десодиации пленка сначала упруго реагирует, а затем следует пластическая деформация, отражающая реакцию, наблюдаемую во время окисления, но с пиковым растягивающим напряжением 0,75 ГПа. Стресс-реакция Ge из-за натрий-ионизации качественно аналогична той, что наблюдается во время литирования; тем не менее, величина напряжения из-за содиации была значительно меньше, чем из-за литиирования. Это интересно, потому что нелогично видеть, что более крупный ион, т.е.например, натрий индуцировал более низкое напряжение в Ge по сравнению с ионом лития. В результате механические диссипативные потери, связанные с натрием, значительно ниже по сравнению с диссипативными потерями, вызванными литиацией. Следовательно, от натриевого Ge можно ожидать лучших характеристик разрушения и лучших циклических характеристик, чем от литированного Ge.

SN выражает благодарность за финансирование от Национального научного фонда в рамках грантов CMMI-1652409 и CMMI-2026717. Х. Х. благодарит за поддержку Национальный научный фонд в рамках гранта DMR-1742807 и ACS Petroleum Research Fund в рамках гранта 58557-ND5.

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с вашим системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Gaurav Soni | Калифорнийский университет, Санта-Барбара

Gaurav Soni | Калифорнийский университет в Санта-Барбаре - Academia.edu

Academia.edu больше не поддерживает Internet Explorer.

Для более быстрого и безопасного просмотра Academia.edu и всего Интернета, пожалуйста, обновите свой браузер за несколько секунд.

патентов

PaperRank:

Читатели Связанные статьи УпоминанияView Impact

Papers

IEEE / ASME Journal of Microelectromechanical Systems, 2010

PaperRank:

Читатели Связанные статьи66 View Impact 2

PaperRank :

Читатели Упоминания в связанных статьях View Impact

Physical Review E, 2009

PaperRank:

Читатели Связанные статьи Упоминания View Impact

Труды IMECE2007 2007 Международный конгресс и выставка ASME по машиностроению 11-15 ноября 2007 г. , Сиэтл, Вашингтон, США, ноябрь 11, 2007

PaperRank:

Читатели Упоминания в сопутствующих статьях View Impact

PaperRank:

Читатели Связанные статьи Упоминания View Impact

PaperRank:

Читатели Упоминания в связанных статьях Посмотреть влияние

PaperRank:

Читатели Похожие статьи Упоминания В остальном электрокинетическом моделировании двойной электрический слой моделируется как граничное условие... подробнее В большинстве электрокинетических симуляций двойной электрический слой моделируется как граничное условие с использованием линейной модели емкости. Однако линейная модель действительна только для очень низких дзета-потенциалов ζ и, таким образом, не может предсказывать правильные результаты для экспериментальных условий, включающих высокие ζ. Мы сформулировали очень нелинейную, но очень стабильную модель границы двойного слоя, которая позволяет нам исследовать электрокинетические явления даже при очень высоких ζ. Модель представляет собой зависящее от времени уравнение в частных производных для плотности поверхностного заряда двойного слоя q, устанавливающее баланс между накоплением и нормальными плюс боковыми потоками заряда. Сначала мы сделаем эту модель стабильной, изменив зависимую переменную с q на ζ. Другими словами, мы решаем PDE для ζ вместо q. Для изменения переменных используется формула нелинейной емкости. Поскольку величины дзета-потенциала ограничены геометрией и приложенным напряжением, PDE ведет себя хорошо. Затем мы также преобразуем член поверхностной проводимости таким образом, чтобы он вел себя как член диффузии и, таким образом, делал наше решение намного более стабильным, не меняя существенной физики.Мы смоделировали эффекты нелинейной емкости и поверхностной проводимости при высоких приложенных напряжениях и сравнили наши результаты по скорости скольжения с экспериментальными данными. Наша модель значительно уменьшает существующее расхождение между численными и экспериментальными результатами.

PaperRank:

Читатели Упоминания по теме Обзор воздействия

PaperRank:

Читатели Упоминания по теме Обзор воздействия

IEEE / ASME Journal of Microelectromechanical Systems, 2010

PaperRank:

Читатели Упоминания по теме 9662 Упоминания по теме

Impact

PaperRank:

Читатели Связанные статьи УпоминанияView Impact

Physical Review E, 2009

PaperRank:

Читатели Упоминания в связанных статьях Посмотреть влияние

Труды IMECE2007 2007 Международный конгресс и выставка ASME по машиностроению 11-15 ноября 2007 г. , Сиэтл, Вашингтон , США, 11 ноября 2007 г.

PaperRank:

Читатели Связанные статьи Упоминания View Impact

PaperRank:

Читатели Связанные статьи Упоминания View Impact

PaperRank:

Читатели Связанные статьи Упоминания Посмотреть влияние

PaperRank:

Читатели Rela Упоминания в статьях Просмотр воздействия В большинстве электрокинетических симуляций двойной электрический слой моделируется как граничное условие... подробнее В большинстве электрокинетических симуляций двойной электрический слой моделируется как граничное условие с использованием линейной модели емкости. Однако линейная модель действительна только для очень низких дзета-потенциалов ζ и, таким образом, не может предсказывать правильные результаты для экспериментальных условий, включающих высокие ζ. Мы сформулировали очень нелинейную, но очень стабильную модель границы двойного слоя, которая позволяет нам исследовать электрокинетические явления даже при очень высоких ζ. Модель представляет собой зависящее от времени уравнение в частных производных для плотности поверхностного заряда двойного слоя q, устанавливающее баланс между накоплением и нормальными плюс боковыми потоками заряда.Сначала мы сделаем эту модель стабильной, изменив зависимую переменную с q на ζ. Другими словами, мы решаем PDE для ζ вместо q. Для изменения переменных используется формула нелинейной емкости. Поскольку величины дзета-потенциала ограничены геометрией и приложенным напряжением, PDE ведет себя хорошо. Затем мы также преобразуем член поверхностной проводимости таким образом, чтобы он вел себя как член диффузии и, таким образом, делал наше решение намного более стабильным, не меняя существенной физики.Мы смоделировали эффекты нелинейной емкости и поверхностной проводимости при высоких приложенных напряжениях и сравнили наши результаты по скорости скольжения с экспериментальными данными. Наша модель значительно уменьшает существующее расхождение между численными и экспериментальными результатами.

PaperRank:

Читатели Статьи по теме УпоминанияView ImpactАвторы представляют экспериментальный метод построения трехмерного (3D) трехкомпонентного ... подробнее Авторы представляют экспериментальный метод построения трехмерного (3D) трехкомпонентного объекта. (3C) распределение скорости с микронным пространственным разрешением.Метод велосиметрии изображения частиц с микронным разрешением (micro-PIV) и концепция непрерывности используются для оценки внеплоскостной составляющей скорости. Техника микро-PIV используется для разрешения ряда слоев 2D-2C (x, y, u, v) поля вектора скорости, расположенных на известном расстоянии в направлении вне плоскости. Метод требует некоторых априорных знаний, таких как состояние стенки или плоскость симметрии, и этот метод можно использовать для исследования стационарных потоков или потоков с привязкой к фазе. Чтобы продемонстрировать возможности метода, мы определили распределение скорости вокруг отдельного живого эритроцита человека, прикрепленного к стеклянному микроканалу. Относительно небольшая ячейка продемонстрировала пространственное разрешение метода. Ряд векторных полей скорости был разрешен с оценкой скорости вне плоскости. Численное моделирование было построено, чтобы показать согласие с экспериментальными результатами. Пространственное разрешение экспериментальных результатов составляет порядка 3 мкм для компонентов в плоскости и порядка 2 мкм в направлении вне плоскости. Неопределенность внеплоскостной скорости вычисляется и оценивается для каждого слоя.

PaperRank:

Читатели Связанные статьи Упоминания Просмотр Воздействие Электроосмос с индуцированным зарядом (ICEO) относится к образованию электроосмотического скольжения посредством индукции... подробнее Электроосмос с индуцированным зарядом (ICEO) - это создание электроосмотического скольжения посредством индуцированных зарядов. В отличие от дзета-потенциалов с фиксированным зарядом, индуцированные дзета-потенциалы пропорциональны приложенной напряженности электрического поля, которая может быть
очень прочен в микрофлюидных устройствах. В результате индуцированные дзета-потенциалы обычно намного превышают тепловое напряжение (ζ> kT / ze). Линейная теория электрокинетики, выведенная в рамках предела Дебая-Хюккеля (ζ << kT ze), не работает для таких больших индуцированных дзета-потенциалов и предсказывает нереалистично высокие значения скоростей скольжения ICEO.Более того, многие наблюдаемые в эксперименте характеристики потока не могут быть объяснены линейной теорией. Огромное расхождение между линейной теорией и экспериментами создает необходимость исследования эффектов, которые имеют место при высоких дзета-потенциалах (называемых нелинейными эффектами).

Эта диссертация исследует некоторые из этих нелинейных эффектов с помощью экспериментов и численного моделирования. Была предпринята попытка уменьшить расхождение между теорией и экспериментами и объяснить ранее необъясненные экспериментальные характеристики потока.

Электроосмотический поток индуцированного заряда создавался на плоском микроэлектроде с переменным электрическим полем. Экспериментальная скорость оказалась на 2 порядка ниже предсказаний линейной теории. Также было обнаружено, что скорость скольжения достигает насыщения при высоких приложенных напряжениях, что не предсказывается линейной теорией.

Нелинейная электрокинетическая модель была сформулирована с целью объяснения экспериментов. Нелинейная модель более продвинута, чем линейная модель.Он решает проблему поверхностной проводимости ионов через диффузный слой, а также моделирует двойной слой как нелинейный конденсатор, для зарядки которого требуется экспоненциально большое количество заряда. Поверхностная проводимость относится к избыточным ионным токам через диффузный слой. Мы показываем, что поверхностная проводимость через наноразмерный диффузный слой может вызывать градиенты микронного масштаба в объемном электрическом поле.
и вызывают сильное уменьшение тангенциального электрического поля. Мы показываем, что эти нелинейные эффекты ухудшают скорость скольжения.Мы можем на порядок уменьшить расхождение между теорией и экспериментом.

Наконец, поток ICEO создается на шероховатой поверхности с наноразмерной шероховатостью. Мы демонстрируем, что шероховатость поверхности может сильно повлиять на скорость потока. Эти эффекты объясняются с помощью фундаментальных аспектов поверхностной проводимости.

PaperRank:

Читатели Упоминания в связанных статьяхView Impact

Medical Design Magazine, 1 октября 2005 г.

PaperRank:

Читатели Упоминания по темеПросмотреть влияние

COMSOL News, 2005

PaperRank:

Результаты моделирования электроосмотическое обтекание плоской поверхности сильно нелинейным... подробнее Мы смоделировали электроосмотическое течение индуцированного заряда по плоской поверхности в сильно нелинейном режиме, когда представление о двойном слое как о линейном конденсаторе неверно. Мы разработали два полностью независимых метода решения: один разрешает двойной слой в предположении континуума, а другой рассматривает двойной слой как эффективное граничное условие, уравновешивающее нормальный и тангенциальный потоки ионов. Показано, что тангенциальный перенос в двойном слое приводит к градиентам в объемных скалярных полях.Сравнивая модель эффективной границы с моделью континуума, мы можем количественно оценить точность модели эффективной границы. Есть определенные упрощения модели эффективной границы. Одно упрощение игнорирует градиенты объемной концентрации, но учитывает поверхностную проводимость. Другое упрощение основано на линеаризации и игнорирует как градиенты объемной концентрации, так и поверхностную проводимость. Мы количественно оценим точность этих упрощений.

PaperRank:

Читатели Связанные статьи УпоминанияView Impact Мы разрабатываем плоскую тепловую трубку с высокой проводимостью (называемую Thermal Ground Plane или TGP) для кулинарии... подробнее Мы разрабатываем плоскую тепловую трубку с высокой проводимостью (называемую Thermal Ground Plane или TGP) для охлаждения компьютерных микросхем. Обычные тепловые трубки имеют круглое поперечное сечение и поэтому не могут хорошо контактировать с поверхностью чипа. Плоскостность нашего TGP обеспечит конформный контакт с поверхностью чипа и, таким образом, повысит эффективность охлаждения. Еще одним ограничивающим фактором в обычных тепловых трубках является капиллярный поток рабочей жидкости через фитиль. Чтобы преодолеть это ограничение, мы создали высокопористую структуру фитиля на плоской титановой подложке, используя технологию микротехнологии.Сначала мы травим титан, чтобы создать очень высокие микростолбы диаметром 5 мкм, высотой 40 мкм и шагом 10 мкм. Затем мы выращиваем очень тонкие волоски наноструктурированного диоксида титана (NST) на всех поверхностях столбов путем окисления в h302. Таким образом, мы достигаем фитильной структуры, в которой используются несколько шкал длины, что обеспечивает высокую эффективность отвода воды. Он способен впитывать воду со средней скоростью 1 см / с на расстояние в несколько сантиметров. Титановая полость приваривается лазером к капиллярной подложке, и небольшое количество воды герметично закрывается внутри полости для достижения TGP. Измеренная теплопроводность нашего предварительного ТГП составила 350 Вт / м-К, но потенциально может быть на несколько порядков выше.

PaperRank:

Читатели Статьи по теме УпоминанияПросмотреть влияниеМы разрабатываем электрокинетические микронасосы переменного тока для приведения в действие электропроводящих биологических жидкостей ... подробнее Мы разрабатываем электрокинетические микронасосы переменного тока для приведения в действие электропроводных биологических жидкостей в микроканалах. Эти насосы работают на принципах электроосмоса с индуцированным зарядом (ICEO) и явления полевого транзистора (flowFET).Электрические поля переменного (а также постоянного тока) могут вызывать двойной электрический слой на поляризуемой поверхности и, в свою очередь, вызывать движение жидкости, перемещая этот слой. Однако, когда поляризуемая поверхность электрически плавает, на поверхности наблюдаются симметричные вихри. Симметрия этого потока приводит к нулевой чистой перекачке. Чтобы добиться накачки, мы подаем второй сигнал переменного тока на поляризуемую поверхность. Когда величина этого второго сигнала переменного тока отличается от плавающего потенциала поверхности, наблюдается однонаправленный поток i.е. накачка достигается за счет модуляции индуцированного дзета-потенциала поверхности. Накачка, вызванная модуляцией дзета-потенциала, также известна как явление flowFET и, как было показано другими членами сообщества, работает с электрическими полями постоянного тока. Мы показываем подробное исследование проточного полевого транзистора с переменным электрическим полем.

PaperRank:

Читатели Связанные статьи УпоминанияПросмотреть влияниеМы разработали 2 различных метода микронасоса для транспортировки ионных жидкостей через микроканалы ... подробнее Мы разработали 2 различных метода микронасоса для транспортировки ионных жидкостей через микроканалы.Первый метод основан на электроосмосе с индуцированным зарядом (ICEO) и полевом эффекте переменного тока. Мы использовали электрическое поле переменного тока для создания симметричного потока ICEO на плоском электроде, называемом "затвором". Чтобы нарушить симметрию ICEO, мы приложили дополнительное переменное напряжение к электроду затвора. Такая модуляция потенциала затвора называется эффектом поля и вызывает однонаправленную накачку по поверхности затвора. Мы использовали micro PIV для измерения скорости накачки в диапазоне концентраций ионов, частоты переменного тока и напряжения на затворе.Мы также провели численное моделирование, чтобы понять ухудшающееся влияние боковой проводимости поверхностного заряда на скорости накачки. Второй метод основан на вибрации гибкой диафрагмы PDMS, приводимой в действие электрореологической (ER) жидкостью. Жидкость ER представляет собой коллоидную суспензию, демонстрирующую обратимый переход жидкости в твердое состояние под действием электрического поля. Этот переход жидкости в твердое состояние может привести к очень высокому напряжению сдвига и может использоваться для открытия и закрытия клапана PDMS. Были изготовлены три таких клапана, которые приводились в действие перистальтическим способом для достижения объемной перекачки флюидов.

PaperRank:

Читатели Статьи по теме УпоминанияПросмотреть влияниеМы разработали и изготовили новые электрокинетические микронасосы для создания однонаправленного потока ... подробнее Мы разработали и изготовили новые электрокинетические микронасосы для создания однонаправленных потоков в микроканалах. Эти насосы используют очень малое напряжение (15 В) для создания значительной скорости потока (100 микрон / с). Низкое напряжение снижает проблему электролиза и образования пузырьков внутри микроканалов.Один тип насоса основан на электроосмосе постоянного тока и требует падения напряжения постоянного тока на змеевидном проводе. Этот провод змеевидной формы расположен в нижней части микроканала. Приложение падения потенциала постоянного тока создает индуцированные заряды вблизи поверхности провода. Индуцированный заряд движется под действием местного электрического поля, создаваемого постоянным напряжением. Змеевидный провод основан на конструкции, описанной Gagnon et al., 05.

PaperRank:

Упоминания в связанных статьях для читателей View Impact

PaperRank:

Ссылки на статьи для читателейView Impact

Учебное пособие, 4 мая 2004 г.

PaperRank:

Упоминания в статьях по теме читателейПросмотреть влияние Войти с Facebook
Войти с Google

Зарегистрироваться с Apple

Применение анода Ti / RuO2-SnO2-Sb2O5 для разложения реактивного красителя Black-5

Авторов: Джайеш П.Рупарелия, Бхавна Д. Сони

Аннотация:

Электрохимическое окисление реактивного сажи-5 (RB-5) проводили для разложения с использованием электрода типа DSA Ti / RuO2-SnO2-Sb2O5. В исследовании для электроокисления электрод был изготовлен в лаборатории с использованием титана в качестве подложки. Эта подложка была покрыта оксидами различных металлов RuO2, Sb2O5 и SnO2 методом термического разложения.Лабораторный реактор периодического действия использовался для исследований разложения и обесцвечивания при pH 2, 7 и 11. Плотность тока (50 мА / см2) и расстояние между электродами (8 мм) поддерживались постоянными для всех экспериментов. В идентичных условиях удаление цвета, ХПК и ТОС при исходном pH 2 составляло 99,40%, 55% и 37% соответственно для начальной концентрации 100 мг / л RB-5. Морфология поверхности и состав изготовленных электродных покрытий были охарактеризованы с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX) соответственно.Микроструктуру покрытия анализировали с помощью дифракции рентгеновских лучей (XRD). Результаты этого исследования также показали, что почти 90% окисления произошло в течение 5-10 минут.

Ключевые слова: обесцвечивание, Электрохимическое окисление, РБ- краситель

Идентификатор цифрового объекта (DOI): doi. org/10.5281/zenodo.1070603

Процедуры APA BibTeX Чикаго EndNote Гарвард JSON ГНД РИС XML ISO 690 PDF Загрузок 2267

Каталожные номера:


[1] M O Azzam, Y Tahboub, M. Al-Tarazi, "Влияние материала противоэлектрода на анодное разрушение 4-хл. Раствора фенола", Учреждение Инженеры-химики Транс, Часть B, Том-77, стр.219-226 1999.
[2] С. Ким, Т. Х. Ким, К. Парк, Э. Б. Шин, "Электрохимическое окисление поливиниловый спирт с использованием анода RuO2 / Ti »Desalination, Vol-155, pp. 49-57, 2003.
[3] Н. Мохан, Н. Баласубраманян, К. Ахмед Баша, "Электрохимический окисление текстильных сточных вод и их повторное использование », Journal of Hazardous Materials, Vol 147, pp. 644-651, 2007.
[4] Д. Раджкумар, Б. Дж. Сонг, Дж. Г. Ким, «Электрохимическое разложение Reactive Blue 19 в хлоридной среде для очистки сточных вод крашения текстильных изделий с идентификацией промежуточных соединений «Красители и Пигменты, Том-72, с. 1-7, 2007.
[5] Э. Чатзисмеон, Н. П. Шекукулотакис, А. Коз, Н. Калогеракис, Д. Манцавинос, «Электрохимическая обработка текстильных красок и красильный цех». сточные воды "Журнал Опасных Материалов, Том-137, стр. 998-1007, 2006 г.
[6] Б. Ван, В Конг, Х. Ма, «Электрохимическая обработка бумажной фабрики. сточные воды с использованием трехмерных электродов с Ti / Co / SnO2-Sb2O5 анод »Журнал опасных материалов, Том-146, стр. 295-301, 2007.
[7] А. М. Карлос, Б. Энрик, «Обеззараживание сточных вод, содержащих синтетические органические красители электрохимическими методами: общий обзор », Прикладной катализ B: Окружающая среда, Том 87 (3-4), стр.105-145, 2009.
[8] М. З. Адриана, А. М. Карлос, Р. С. Джалма, "Применение электрохимических технология удаления нефтяных углеводородов из попутной воды с использованием анода типа ДСА при разных расходах », Топливо, Том-89 (2), С. 531-534, 2010.
[9] Д. Раджкумар, К. Паланивелу, «Электрохимическая обработка промышленных сточные воды », Journal of Hazardous Materials, Vol-113 (1-3), pp. 123- 129, 2004.
[10] И Фэньюнь, С. Чен, И Чан, «Эффект анода из активированного углеродного волокна. структура и условия электролиза при электрохимической деструкции сточные воды красителей », Журнал Опасных Материалов, Том 157 (1), стр.79- 87, 2008.
[11] Р. Коц, С. Штуки, Б. Карцер, «Электрохимическая очистка сточных вод. с использованием анодов с высоким перенапряжением, Часть I: Физические и электрохимические свойства анодов SnO2, Журнал прикладной электрохимии Том-21, С. 14-20, 1991.
[12] Г. Чен, "Электрохимические технологии очистки сточных вод. Технология разделения и очистки », Том-38 (1), стр. 11-41, 2004 г.
[13] C.Comninellis, G Chen, "Электрохимия для окружающей среды", New York Springer Science Business Media, LLC, 2010 г.
[14] Y-Y Hou, J-M Hu, L Liu, J-Q Zhang, C-N Cao, «Эффект прокаливания. температура на электрокаталитическую активность электродов Ti / IrO2 в водные растворы метанола ”, Electrochimica Acta, Vol-51 (28), pp. 6258-6267, 2006.
[15] А. Морено, К. Дэвид, Л. Кок, А Драгоценный камень, Г. Гомес, П. Морковский, Дж. Р. Парга, Э. Петерсон, С. Гарсия, «Электрохимические реакции для электрокоагуляции. Использование железных электродов », Ind. Eng. Chem. Res. Том-48, С. 2275–2282, 2009.
[16] И Зонго, Дж. Леклерк, М. Х. Амаду, В. Джозеф, Ф. Лапик, «Удаление шестивалентного хрома из промышленных сточных вод методом электрокоагуляции », Технология разделения и очистки, Том-66 (1- 7), стр.159-166, 2009.
[17] А. М. Гектор, Л. Дэвид, Дж. Кок, А. Г. Гомес, «Электрокоагуляция. механизм удаления ХПК », Разделение и очистка. Технологии, Том 56, стр.204-211, 2007.
[18] КЛП С. Занта, Ар де Андраде, Дж. Ф. К. Бодтс, «Эрнандес Л. И., Карлос Д. Б., Моралес Р. Г. «Влияние анодного материала на электро производительность коагуляции », Журнал химической инженерии, Vol- 148, pp.97-105, 2009.
[19] КЛП С. Занта, Ар де Андраде, Дж. Ф. К. Бодтс, «Растворитель и носитель. влияние электролита на каталитическую активность Ti / RuO2 и Ti / IrO2 электроды: окисление изосафрола как модель зонда », Electrochimica. Acta, том 44 (19), стр.3333-3340, 1999.
[20] C.C Hu, C -H. Ли, Т. К. Вен, «Выделение кислорода и гипохлорит. производство бинарных оксидов Ru-Pt », Journal of Applied Электрохимия », Том-26, с.72-82, 1996.
[21] А. М. Полкаро, С. Пальмас, Ф Ремольд, М. Мация, «О производительности Аноды Ti / SnO2 и Ti / PbO2 при электрохимической деструкции 2- хлорфенол для очистки сточных вод », Journal of Applied. Электрохимия. Том-29, 1999, с.147–151.
[22] К. Комнинеллис, Верчези Г. П., Характеристика кислорода типа DSA. развивающиеся электроды: выбор покрытия, Journal of Applied Электрохимия, Том-21, с.335–345, 1991.
[23] М. Серон-Ривера, М. М. Давила-Хименес, М. П. Элизальде-Гонсалес, «Деградация текстильных красок Basic Yellow 28 и Reactive Black 5 с использованием электродов из алмазов и металлических сплавов », Chemosphere, Vol- 55 (1) С. 1-10, 2004.
[24] Дж. Янг, Й-Дж. Ли, Дж. Шин, Дж. В. Ян, «Анодное окисление 1,4-диоксана. на легированных бором алмазных электродах для очистки сточных вод »Журнал опасных материалов, Том 179 (1-3), стр. 762-768,2010.
[25] X Zhu, J Ni, J Wei, X Xing, H Li, Y Jiang, «Масштабирование анода BDD. система электрохимического окисления сточных вод, имитирующих фенол, в непрерывный режим »Журнал опасных материалов, Том-184 (1-3), стр.493-498,2010
[26] Л. С. Андраде, Т. Т. Тассо, Д. Л. Силва, Р. Ч. Р. Филхо, Н. Бокки, С. Р. Бьяджо, «О характеристиках диоксида свинца и легированного бором алмазные электроды при анодном окислении смоделированных сточных вод содержащий краситель Reactive Orange 16 », Electrochimica Acta Vol-54 С. 2024–2030, 2009.
[27] X Chen, G Chen, «Стабильные электроды Ti / RuO2 – Sb2O5 – SnO2 для O2. эволюция », Electrochimica Acta, Vol-50, pp. 4155–4159, 2005.
[28] А де Оливейра-Соуза, М.А.С. да Силва, С.А.С. Мачадо, Л.A Avaca, P de Лима-Нето, “Влияние метода приготовления на морфологические и электрохимические свойства покрытых Ti / IrO2 электродов », Electrochimica Acta, Vol-45 (27), pp.4467-4473,2000.
[29] Американская ассоциация общественного здравоохранения (APHA), American Water Works Ассоциация (AWWA) и Федерация водной среды (WEF): Стандартные методы исследования воды и сточных вод, 21 Издание 2005 г.
[30] BD Soni, JP Ruparelia «Исследования воздействия электродов на обеззараживание красителей из сточных вод », Journal of Environmental Исследования и разработки, Том 6, стр. 973-980, 2012 г.
[31] М. Паницца, П. А. Мишо, Г. Серизола, С. Комнинеллис «Электрохимический очистка сточных вод, содержащих органические загрязнители, на легированных бором алмазные электроды: прогноз удельного расхода энергии и требуемая площадь электрода », Электрохимические коммуникации, Том 3, с.336-339, 2001.
[32] И Лю, Л. Ли, Р. Гоэль, «Кинетическое исследование электролитического удаления аммиака. с использованием Ti / IrO2 в качестве анода в различных экспериментальных условиях », Журнал по опасным материалам, том 167 (1-3), стр. 959-965, 2009.
[33] З. Дональд, «Химическое травление, информационный бюллетень по вопросам качества, PACE. Технологии, Том-2 (5), 2003.
[34] Дж. Л. Фернандес, М. Р. Дж. Кьялво, А. К. Кьялво, «Кинетическое исследование реакция хлорного электрода на Ti / RuO2 через поляризацию устойчивость, результаты экспериментов по части 1 и анализ влияния pH », Electrochemica Acta, Том-47, стр. 1129-1136, 2002.
[35] И Такасу, К. Оохори, Н. Йошинага, В. Сугимото, «Экзамен реакции восстановления кислорода на оксидных покрытиях на основе RuO2, сформированных на титановых подложках »Catalysis Today, Vol-146 (1-2), pp. 248- 252,2009.
[36] А. Х. Мендес-Мартинес, М. Мартин, Д. Хименес, О. Орнелас-Давила, П. Мария Э. Гонсалес, У Арройо-Абад, И. Сирес, Э. Бриллас, «Электрохимия. пути восстановления и окисления красителя Reactive Black 5 с использованием никеля электроды в разделенных и неразделенных ячейках »Electrochimica Acta, Vol- 59, стр.140-149,2012.
[37] X Chen, G Chen, L P Yue, Стабильный анод Ti / IrOx – Sb2O5 – SnO2 для O2 эволюция с низким содержанием Ir, Журнал физической химии B, Vol- 105, стр. 4623-4628, 2001.
[38] S Chen, Y Zheng, S Wang, X Chen, Ti / RuO2 – Sb2O5 – SnO2 электроды для выделения хлора из морской воды, Chemical Engineering Journal, Том 172 (1), стр. 47-51, 2011. Инструмент

Sonic * 7413T

К сожалению, ваш браузер не поддерживает возможности JavaScript, которые необходимы для использования всех функций нашего сайта. Это могло быть результатом двух возможных сценариев:

  1. Вы используете старый веб-браузер, и в этом случае вам следует обновить его до более новой версии. Мы рекомендуем последнюю версию Firefox.
  2. Вы отключили JavaScript в своем браузере, и в этом случае вам нужно будет включить его, чтобы правильно использовать наш сайт. Узнайте, как включить JavaScript.

IASTM + Ультразвук в одном удобном корпусе

Mettler Electronics с радостью представляет Sonic * Tool ™, первое устройство такого рода, сочетающее в себе IASTM (инструментальная мобилизация мягких тканей) и терапевтический ультразвук.

Инструмент Sonic * делает ультразвуковую диагностику с помощью инструментов простой и эффективной. Присоедините Sonic * Tool к специально модифицированному аппликатору 5 см² (ME 7413T) и начинайте лечение пациентов с уверенностью.

Инструмент Sonic * помогает активировать усиленное кровообращение, диапазон движений и уменьшить боль. Теперь вы можете выполнять функциональное ультразвуковое исследование, сочетая ультразвук, IASTM и движение. Используйте внешний край Sonic * Tool в качестве сканера, затем измените угол Sonic * Tool, чтобы оптимизировать технику мануальной терапии.

Инструмент Sonic * Tool можно использовать только с ультразвуковым аппликатором или вместе с ультразвуковым устройством Sonicator® 740. Добавив ультразвук, вы можете значительно улучшить качество лечения IASTM. Тепловые эффекты ультразвука и кавитации in vitro добавят терапевтического эффекта вашему лечению, обеспечивая лучшие результаты.

Инструмент Sonic * Tool изготовлен из непористого материала и легко очищается.

Информация для заказа:

  • 740T — Sonicator 740, Sonic * Tool и специальный аппликатор 5 см² 1/3 МГц
  • 740xT— Sonicator 740, Sonic * Tool, специальные аппликаторы 5 см² 1/3 МГц, 10 см² / 1 МГц и 1 см² / 3 МГц
  • 7413T - Sonic * Tool и специальный 5 см² 1/3 МГц

Изменение качества лечебных горячих и холодных компрессов. В геле TS используется конструкция с двойными стенками, что способствует более сильному износу.
Подробнее ...

Нервно-мышечный стимулятор Sys * Stim® 228 имеет четыре дискретных сигнала: интерференционный, предмодулированный, среднечастотный (русский) и двухфазный.
Подробнее ...


Патик Сони Изобретения, патенты и заявки на патенты

Номер публикации: 20200256843

Abstract: Раскрыты методы, устройства и системы для анализа аналитов с использованием нанопор.В способах, устройствах и системах используются первый и второй связывающие элементы, каждый из которых специфически связывается с аналитом в биологическом образце. Способ дополнительно включает обнаружение и / или подсчет расщепляемой метки, прикрепленной ко второму элементу связывания, и сопоставление присутствия и / или количества меток с присутствием и / или концентрацией аналита. Некоторые аспекты методов не включают тег, скорее, второй член привязки может быть непосредственно обнаружен / количественно оценен. Обнаружение и / или подсчет могут быть выполнены путем перемещения метки / второго связывающего члена через нанопору.Также предоставляются устройства и системы, которые запрограммированы на выполнение раскрытых способов.

Тип: Заявление

Подано: 1 мая 2020 г.

Дата публикации: 13 августа 2020 г.

Заявитель: ABBOTT LABORATORIES

Изобретателей: Джеффри Б.