Устройство для спектральных измерений при протекании электрохимических процессов

,801224692 сю 4 С 01 М 23/227 27/50 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГ 1 О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТФ(71) Ордена Ленина институт химической Физики АН СССР(56) Зыивопв С.Ю. ЬеИЬез,вег Н., "Арр 1 асайдоп оГ МоввЬацег вресйго" всору йо дп в 1 ц вгцдев оГ гЬе апоИс апй сайЬод 1 е ЬеЬацдог ой со- Ьа 1 Ф Зцгйасев" 1 п ВЬе ЬооВ "Арр 1 хса" гуоп оГ МоввЬацег еНесг вегЬодо 1 о 8 у", 1976, ч. 10, рр. 215-225.Оф Сгаду У.З. "МоввЪацег вйцду ой гЬе равв 1 чей охИе 11 а оп 1 гопц Ы Зоцгпа 1 оГ Е 1 ес 1 госЬепаса 1 ЗосдеСу, 1980, ч. 127. В 3, рр. 555-563.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ПРОТЕКАНИИ ЗЛЕКТЮХИИИ"ЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ(57) Изобретение относится к устрой"ствам для спектральных исследований,в частности гамма-резонансной сектроскопии поверхностных слоев металлических материалов в условиях элек"трохимической поляризации. В предлохеннои устройстве с целью повывениядостоверности измерений исследуеиыйпорнсзъй электрод раэмез 1 еи горизонтально, над ним располоаены аноди сетка детектора, источник излучения установлен над устройством, априемник излучения - под нии. 1 ил.Изобретение относится к спектроскопии, а именно к гамма-резонансной (мессбауэровской) спектроскопии, и моможет быть использовано в химической промьшщенности, металлургии и металло ведении, в электрохимии и для исследования процессов коррозии.Цель изобретения - повышение точности спектральных измерений и достоверности сведенийо химическом и 10 фазовом составе на поверхности исследуемого пористого электрода. На чертеже представлена схема устройства для спектральных измерений 15 при протекании электрохимических процессов с некоторыми блоками гамма-резонансного спектрометра.Устройство состоит из герметичной емкости, верхняя часть 1 которой из готовлена из тефлона, а нижняя часть 2 - из тонкого стекла. Исследуемый ,пористый электрод 3 установлен горизонтально, что позволяет минимально уменьшить толщину слоя электролита и резко снизить интенсивность гамма-излучения, поглощаемого слоем электролита 4. Вспомогательный электрод 5 изготовлен иэ платиновой проволоки и отделен от рабочего объема устройства шлифом. Капилляр электрода 6 сравнения размещен в одном из отверстий исследуемого электрода 3. Для продувки через устройство газон в нем предусмотрены труб ки для ввода 7 и вывода 8 газов. В сменном чувствительном элементе-детекторе 9 имеется входное окно 10 из оргстекла, алюминия или бериллия, являющееся одновременно фильтром от 40 рентгеновского излучения мессбауэровского источника 11-Со , который крепится или непосредственно на вибраторе 13 допплеровского датчика скоростей, или соединен с вибратором с помощью штока 12, Кроме того, в детекторе 9 имеются анод детектора 14 и сеточный электрод 15 для подачи тормозящего потенциалаСетчатый электрод 15 необходим для уменьшения 50 фона от стенок и отбора различных энергий электронов, получающихся при поглощении исследуемым электродом мессбауэровских гамма-квантов. Для измерений в сухом устройстве преду смотрена трубка 16 для слива электролита. На чертеже изображены также приемники 17 и 18 мессбауэровского излучения и регулятор 19 уровня электролита.Устройство работает следующим образом.В емкость 2 заливают раствор щелочи служащий электролитом, через который продувают инертный газ для удаления из электролита растворенного кислорода, Затем рабочий электрод 3 подвергают электрохимической;поляризацйи. Фазовые превращения, протекающие на поверхности исследуемого электрода, регистрируют путем измерения соответственно мессбауэровских конверсионных и Оже-электронов на мессбауэровском спектрометре, В процессе поляризации электродов как при электрохимических, так и при химических и коррозионных процессах могут проводиться следующие режимы спектральных измерений.1. Исследование фазовых превращений на поверхности образцов путем рассеяния мессбауэровских гамма- квантов (исследуемые глубины до 20 мкм), Измерения ведут как в режиме углового рассеяния с использованием наполненных пропорциональных счетчиков, так и рассеяния в геометрии 211 с использованием специальных пропорциональных счетчиков 18 со сквозным отверстием через объем счетчика (в этом режиме измерений используются вибратор 13, мессбауэровский источник 11 и приемник 18).2. Измерения в геометрии 21 Г рассеяния на глубину до 10 мкм путем регистрации рентгеновского излучения с энергией 6,3 КэВ и вероятностью перехода 0,24 (в этом варианте измерений используют вибратор 13, мессбауэровский источник 11 и детектор 9).3. Измерения на глубину до 0,4 мкм в геометрии 211 рассеяния путем регистрации К - конверсионных электронов с энергией 7,3 КэВ и вероятностью перехода - 0,63. В этом варианте измерений вместо азота (режим 1) и смеси аргона с 5 Х СН 1(режим 2) через ячейку пропускают смесь Не + 5 Х СН (используют вйбратор 13, мессбауэровский источник и детектор 9)4. Исследование фазовых превращений в еще более тонких поверхностных слоях путем заполнения всего объема ячейки газом (например СН) при давлении 5-10 торр и использования по1224692 ниженного высокого напряжения для анода сменной чувствительной ячейки - счетчика конверсионных и Оже" электронов. В устройстве имеется сеточный электрод 15, на который подается изменяемый отрицательный потенциал, позволяющий увеличить отношение сигнал-фон и производить отбор энергий регистрируемых электронов. Используют вибратор 13, мессбауэров ский источник 11 и детектор 9.При режимах 2-4 (проведение потен. циодинамических и потенциостатических исследований ж зхц) устройство одновременно является н детекто.ром для анализа энергетических распределений излучений. Исследуемый электрод всегда находится под нулевым потенциалом (земля) и является катодом детектора, а анодная или ка тодная поляризация задаются изменением полярности пояяризующего источника. Оптимальные условия для каждого из приведенных примеров достигаются сменой чувствительного элемен- д та. Например, для режима 2 расстояние между анодом (нить диаметром 20 мкм или тонкая легкая пластинка из магниевого сплава или бериллия) и катодом (исследуемым образцом) выбирается около 8 мм или более, а для режимов 3 и 4 расстояние выбирается около 2- 4 мм. фФормула изобретения 15 Предлагаемое устройство позволяет , проводить одновременно электрохими"веские и спектральные измерения образца в режиме п вйо, не допуская контакта образца с воздухом, что резко повышает достоверность информации о химической и фазовой структуре приповерхностных слоев образца.При электрохимической поляризациипористый мелкодисперсный образецполностью находится в электролите,Устройство может применяться приисследовании образцов с естественным (не обогащенным) содержаниеммессбауэровского изотопа, позволяетизучать химические превращения наповерхности образцов. Устройство для спектральных измерений при протекании электрохнмических процессов, содержащее герметичную емкость с электролитом, снабженную входной и выходной трубками для продувки газа, источник и детектор электромагнитного излучения, причем в емкости размещены погруженные в электролит исследуемый и вспомогательный электроды к выполнены окна для электромагнитного излучения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности спектральных измерений и достоверности сведений о хиьжческом и фазовом составе на поверхности исследуемого пористого электрода, устройство дополнительно содержит анод и сетчатый электрод, расположенные над слоем электролита перпендикулярно направлению распространения излучения, источниккоторого расположен над емкостью, а приемник - под емкостью.,1224 Ь 92 Составитель Е.Анисимов Техред И.Верес Корректор М.Демчик Редактор И.Касарда Заказ 1944/43Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская иаб д. 4/5 Производтвенно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4