Научные открытия России
Государственный реестр открытий СССР
 


ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Научные открытия в области физической химии и электрохимии.



Научное открытие "Явление выделения (внедрения) щелочных металлов на твердых катодах в водных средах с образованием твердых растворов и/или интерметаллических соединений с металлом катода".

Формула открытия: "Установлено неизвестное ранее явление выделения (внедрения) щелочных металлов (на примере лития, натрия и др.) на твердых катодах в водных средах с образованием твердых растворов и/или интерметаллических соединений с металлом катода, обусловленное повышением диффузионной проницаемости электрода".
Авторы: Б. Н. Кабанов, И. И. Астахов, И. Г. Киселева, Д. И. Лейкис, Д. П. Александрова.
Номер и дата приоритета: № 310 от 9 мая 1962 г.


Описание открытия.
Считалось, что щелочные металлы нельзя электролитически осадить на твердых электродах из водных растворов. Это объяснялось целым рядом причин. По электрохимическим свойствам щелочные металлы занимают особое место среди других элементов, потенциалы их осаждения имеют такие высокие отрицательные значения, какие в водных растворах не достигаются. Кроме того, щелочные металлы обладают чрезвычайно высокой химической активностью. С водой они реагируют очень бурно, иногда со взрывом. Поэтому, если бы щелочной металл каким-то образом и оказался на электроде, он должен был бы немедленно вступить в химическую реакцию с водой и раствориться. При этом необходимо учитывать исчезающе малую скорость диффузии металлов в твердом теле при комнатной температуре. Вот те факты, на которых основывался постулат о невозможности выделения щелочных металлов на твердых электродах.

Российские ученые установили, что щелочные металлы выделяются на твердых электродах с образованием сплавов. Процесс оказался возможным потому, что разряд иона щелочного металла происходит не на поверхности электрода, а в поверхностных дефектах кристаллической решетки (например, в вакансиях). Это обеспечивает прочную химическую связь атомов щелочного металла с электродом и защиту их от окисляющего действия воды. Такой процесс авторы назвали «электрохимическим внедрением».

В обычных условиях концентрация вакансий в кристаллической решетке металлов невелика, поэтому нельзя было ожидать протекания процесса внедрения со сколько-нибудь заметной скоростью. Однако при высоких потенциалах электрода концентрация вакансий сильно возрастает, а структура приповерхностных слоев электрода становится менее «компактной», что и обеспечивает в результате высокую скорость проникновения щелочных металлов в материал электрода. Установлено, что скорость диффузии при внедрении на семь-восемь порядков превышает ту, которую следовало бы ожидать на основании имеющихся в литературе данных. Значение открытия состоит в создании современных представлений о природе электродных процессов, протекающих в наиболее распространенном классе электролитов — в растворах, содержащих ионы щелочных металлов. Учет обнаруженных авторами особенностей нового типа электрохимических реакций позволил объяснить ряд аномалий в процессах электрохимического переноса частиц и» определил пути воздействия на эти процессы, в частности в результате изменения свойств поверхности электрода.

Практически электрохимическое внедрение металлов находит применение для: получения при комнатной температуре тугоплавких интерметаллических соединений, в том числе из металлов, которые ранее считались не взаимодействующими между собой. Разработаны также новые способы придания поверхности металлов особых свойств, что приводит, в частности, к улучшению их эмиссионной способности. Создан оригинальный метод изучения термодинамических и диффузионных характеристик сплавов.
На основе открытия создано новое научно-техническое направление – электрохимия.




Главная
КОСМОС
ЗЕМЛЯ
ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ
ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ
ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
МАТЕМАТИКА
Сайт создан в системе uCoz