Катодного процессов

Схема катодного повторителя на триоде: [7ВХ — входное напряжение; йвх— резистор в цепи управляющей сетки; UCK — управляющее напряжение; Еа— напряжение на аноде; Дк — резистор в цепи катода; fflbix — выходное напряжение

Схема катодного повторителя на триоде: ?а — напряжение на аноде триода; UCK — управляющее напряжение; U"BX — входное напряжение; Дк — нагрузочный резистор в цепи катода; !/вых — выходное напряжение

Как следует из экспериментальных осциллограмм, продолжительность роста нагрузки в упруго-пластических волнах нагрузки на значительном расстоянии от поверхности соударения значительно выше проведенной оценки, что может быть связано как с влиянием давления воздуха между соударяющимися поверхностями, неплоскостностью поверхностей, определяемой механической обработкой, так и с характером поведения материала под нагрузкой — взаимодействием волн с границами раздела зерен, анизотропией и др. Поведение материала, по-видимому, является определяющим, потому что ни тщательная доводка поверхности, ни повышение степени разрежения в вакуумной камере перед опытом не снижают времени нарастания сигнала, в то время как на малых расстояниях от поверхности соударения (до 10 мм в стали 20) время подъема давления на фронте упругого предвестника равно примерно 0,05 мкс. Следует отметить, что такое время нарастания сигнала соответствует предельной частоте, пропускаемой системой регистрации из катодного повторителя и осциллографа ОК.-17М.

характеристики в области высоких частот необходимо согласование выходного сопротивления катодного повторителя с волновым сопротивлением кабеля; динамический диапазон амплитуды сигнала ограничивается катодной нагрузкой повторителя, At/ = = А/^вых (А/ — изменение анодного тока на линейном участке характеристики лампы), а входное сопротивление повторителя определяется величиной сопротивления Ri, R2 в цепи катода, Rc и коэффициентом передачи повторителя Кп = 5Я2/(1 + SR2) (S — крутизна сеточной характеристики лампы) :

С учетом этих требований использовалась схема катодного повторителя, представленная на рис. 77, которая обеспечивает линейную амплитудно-частотную характеристику в диапазоне частот до 4 мГц с амплитудой до 20 В. Амплитудно-частотные характеристики проверялись по стандартной методике путем пропускания синусоидального сигнала. Искажение сигнала качественно оценивалось по искажению одиночного прямоугольного импульса.

Рис. 77. Схемы катодного повторителя (а) и регистрации скорости свободной поверхности емкостным датчиком (б).

По амплитуде (вертикальное отклонение) и времени (горизонтальная развертка) осциллограммы калибровались подачей синусоидального сигнала заданной амплитуды и частоты на вход катодного повторителя с параллельным измерением амплитуды этого сигнала. Калибровочный сигнал подавался непосредственно перед опытом. Экспериментальная тарировочная кривая в координатах (С/Пр, р) приведена на рис. 81 для различной величины поляризующего напряжения. Расчет давления в волне производился по скорости соударения в соответствии с вы-

На рис. 117 представлена блок-схема устройства ЭСУ-12. Звуковой генератор 2 питает током несущей частоты индуктивный датчик / и через выпрямитель 3 — датчик эталонных сигналов 4. Сигнал от датчика поступает на катодный повторитель 5 и через выпрямитель 6 — на прибор 7, который после соответствующего тарирования показывает величину стабилизируемой нагрузки или деформации. Катодный повторитель 5 служит для усиления сигнала датчика по мощности, выходное" напряжение катодного повторителя через, выпрямители 8 и 16 подводится соответственно к схеме сравнения с эталонным напряжением .9 (и далее через диодный ограничитель к мостовому усилителю постоянного напряжения 10); к включенным параллельно ограничителю максимума нагрузки 17 и через диодный ограничитель 18 — к ограничителю минимума нагрузки 19.

На рис. 119 представлена принципиальная электронная схема устройства ЭСУ-12. Поступающий на вход устройства сигнал разветвляется по каналам измерения .и стабилизации. В измерительном канале сигнал через конденсатор Сзо, выпрямитель 4В и добавку Rz& попадает на электроизмерительный прибор ст. В канале стабилизации сигнал подается непосредственно на управляющую сетку катоДного (повторителя (лампа 4Л). Нагрузкой катодного повторителя является трансформатор Трк, с обмотки W2 которого усиленный сигнал после выпрямителя 5В и фильтра поступает к схеме сравнения с эталонным напряжением. При стабилизации стационарных нагрузок эталонное напряжение снимается с потенциометра R (переключатель 2ТВ в'положении /)/ При программируемых нагрузках эталонное, напряжение снимается с коммутируемого ШИ набора потенциометров 1R — 12R (переключатель 2ТВ в положении //).

Экспериментальный прибор состоит из следующих частей: фосфора, фотоумножителя, катодного повторителя, широкополосного усилителя, дискриминатора, пересчетной схемы, электромеханического регистратора, прибора питания усилительного устройства, выпрямителя высокого напряжения для питания фотоумножителя.

Рис. 1. Схема катодного повторителя

Когда энергетический уровень ионов, на поверхности металла и в растворе становится одинаковым, т. е. U{ = ?/? (что наступает обычно довольно быстро), устанавливается динамическое равновесие, при котором Qa — QK = Q0 и скорости анодного и катодного процессов равны:

Скорости анодного и катодного процессов, протекающих с участием свободных электронов, как и всех электрохимических процессов, в соответствии с законами электрохимической кинетики (см. с. 198), зависят от величины электродного потенциала металла.

В большинстве практических случаев протекание электрохимической коррозии обычно характеризуется локализацией анодного и катодного процессов на различных (более или менее постоянных) участках корродирующей поверхности металла, что приводит к неравномерному или местному характеру (см. с. 15) коррозионного разрушения. Эти отличающиеся по своим физическим и химическим свойствам участки корродирующей поверхности металла, на которых происходят анодный или катодный процессы, являются в зависимости от их размеров короткозамкну-

Поляризуемости анодного и катодного процессов имеют размерность омического сопротивления, их можно рассматривать как сопротивление протеканию анодного и катодного процессов соответственно.

Неравномерное распределение тока по поверхности корродирующего металла, а также непостоянство условий в течение коррозионного процесса (например, изменение соотношения площадей Sa и SJ и трудности учета этих изменений делают аналитические расчеты / и /шах по приведенным выше уравнениям приближенными. Эти расчеты можно использовать для сопоставления с действительно наблюдаемыми скоростями коррозии в целях подтверждения правильности предполагаемого механизма протекания процесса. Кроме того, анализ этих уравнений позволяет сделать важные выводы о влиянии различных факторов на скорость коррозии: коррозирнный ток растет с увеличением Еобр процесса и падает с ростом R и поляризуемостей анодного и катодного процессов Ра и Рк.

•Еобр — (^к)обр — (^а)обр — в этих системах полностью израсходована на преодоление поляризационных сопротивлений анодного и катодного процессов, в результате чего на всей поверхности корродирующего металла устанавливаются потенциалы, очень близкие к значению Vx, т. е. поверхность металла практически изопотенциальная.

Сопротивления (поляризуемость) анодного и катодного процессов Ра и Рк складываются из сопротивления (поляризуемости) электродной реакции Рр и сопротивления (поляризуемости) диффузии Рд, т. е.

Этот метод основан на том, что эффективные потенциалы анодного и катодного процессов находятся в логарифмической зависимости от плотности тока в области'не слишком малых его значений:

Потенциал каждого исходного компонента сплава в электролите Vx, и Vx2 определяется кинетикой протекающих на нем анодного и катодного процессов и может быть найден при помощи соответствующих диаграмм коррозии этих металлов (см. с. 272). В сплаве эти металлы образуют или твердый раствор, или гетерогенную смесь, или интерметаллические соединения, что усложняет и без того сложную систему. При этом более электроотрицательный металл (VXl < УХг), в первую очередь его анодные участки, играет в сплаве роль анода, а более электроположительный металл (VX2 ^>VXl), в первую очередь его катодные участки, — роль катода. Состав бинарного сплава лучше всего характеризовать объемными процентами компонентов сплава, так как соотношение площадей анодной (Sa) и катодной (SK) составляющих на поверхности сплава будет такое же, что и соотношение объемов компонентов в сплаве.

Термодинамически устойчивый металл не корродирует. Для оценки возможности самопроизвольного разрушения металла необходимо определить знак изменения изобарно-изотермического потенциала этого процесса AGT или сравнить значения обратимых потенциалов анодного и катодного процессов (Уа)0бр и (Ук)обр.

Характер адсорбции на отдельных кристаллографических плоскостях. При образовании защитных пленок может иметь значение не только плотность упаковки плоскости кристалла, но и соответствие кристаллографической структуры поверхности металла и возникающей пленки. При большом несоответствии в пленке возникают механические напряжения, приводящие к ее разрушению. Иногда кристаллографическая ориентация оказывает влияние на механизмы протекания анодного и катодного процессов электрохимической коррозии металлов.