Будова електролізера

Електролізер (рис. 14) складається з ванни 1, викладеної з середини кислотостійкими матеріалами, електродів (анода 2 й катода 3), допоміжних механізмів і пристроїв. Через електроліт (розчин або розплав) 4, яким заповнюють ванну, від позитивного електрода (анода) до негативного (катода) проходить постійний електричний струм від джерела струму 5.

Електроди можуть бути твердими (наприклад, виготовлені з міді, заліза, графіту тощо) та рідинними (з ртуті).

На аноді відбуваються реакції розчинення або окиснення металу, на катоді - його виділення або відновлення. Наприклад, у процесі електролізу водного розчину хлориду натрію (NaCl) на аноді виділяється хлор, а на катоді - водень; у процесі рафінування міді анод, виготовлений з чорнової міді, розчиняється, а на катоді виділяється чиста мідь. Внаслідок чого розміри анода зменшуються, а катода збільшуються. Домішки переходять в електроліт.

2)Закони М. Фарадея. Кількість речовини, яка виділяється на електродах під час електролізу залежить від кількості електричного струму, який пройшов через електроліт. Ця залежність визначається законами Майкла Фарадея.

Перший закон: кількість речовини (m), яка виділилась на електродах, прямо пропорційна до сили струму (І) і часу (t) його проходження через електроліт.

Другий закон: при проходженні однієї й тієї самої кількості електрики через різні електроліти кількість речовини, яка виділяється на електродах, прямо пропорційна до хемічних еквівалентів цих речовин.

17. Систе́ма (від дав.-гр. σύστημα — «сполучення») — множина взаємопов'язаних елементів, відокремлена від середовища і яка взаємодіє з ним, як ціле.

В системному аналізі використовують різні визначення поняття «система». Зокрема, за В.М. Сагатовським, система — це скінченна множина функціональних елементів й відношень між ними, виокремлена з середовища відповідно до певної мети в межах визначеного часового інтервалу. Згідно з Ю.І. Черняком, система - це відображення у свідомості суб'єкта (дослідника, спостерігача) властивостей об'єктів та їх відношень у вирішенні завдання дослідження, пізнання. Відома також велика кількість інших визначень поняття "система", що використовуються залежно від контексту, галузі знань та цілей дослідження.

Елементом системи називають найпростішу складову частину системи, яку умовно розглядають як неподільну. Поняття неподільності є умовним та визначається залежно від конкретних завдань. Наприклад при розгляді літака, як системи, немає потреби враховувати атомну будову його елементів.

Підсистемою називають складову частину системи, у якій можна виокремити інші складові.

У сукупності елементи й підсистеми називають компонентами системи. Поділ системи на окремі елементи й підсистеми є неоднозначним та залежить від мети й конкретних завдань дослідження.

зв'язком називають співвідношення між компонентами системи, засновані на взаємозалежності і взаємообумовленості. Поняття «зв'язок» характеризує чинники виникнення й збереження цілісності та властивостей системи. З формального погляду зв'язок визначають як обмеження кількості ступенів вільності компонент системи.

Зв'язок можна охарактеризувати за напрямом, силою, характером (видом). За першою ознакою зв'язки поділяють на спрямовані й неспрямовані. За другою — на сильні та слабкі. Іноді для цього вводять шкалу сили зв'язків для конкретної задачі. За характером (видом) вирізняють зв'язки підпорядкування, породження (генетичні), рівноправні (байдужі), управління. Деякі з цих класів можна поділити більш детально: наприклад, зв'язки підпорядкування можуть бути типу «рід — вид», «частина — ціле»; зв'язки породження — типу «причина — наслідок». Зв'язки можна класифікувати також за місцем розташування (внутрішні й зовнішні), спрямованістю процесів у системі в цілому чи в окремих її підсистемах (прямі і зворотні) та за деякими більш конкретними ознаками.

18.Класифікація технологічних систем:

1. чотири ієрархічні рівні технологічних систем: технологічний процес, виробничий підрозділ, підприємство, галузь промисловості;

2. три рівні автоматизації: механізовані системи, автоматизовані і автоматичні;

3. три рівні спеціалізації: спеціальна технологічна система, тобто система призначена для виготовлення чи ремонту виробу одного найменування і типорозміру; спеціалізована, тобто призначена для виготовлення чи ремонту групи виробів; універсальна система, яка забезпечує виготовлення виробів з різними конструктивними і технологічними ознаками.

19. Кожен метал відрізняється будовою і властивостями від іншого, тим щонайменше, за деякими ознаками їх можна поєднати до груп.

Усі метали можна розділити на великі групи – чорні і кольорові метали.

Чорні метали найчастіше мають темно-сірий колір, велику щільність (крімщелочно-земельних), високої температури плавлення, відносно високу твердість. Найтиповішим металом цієї групи є залізо.

Кольорові метали найчастіше мають характерну забарвлення: червону, жовту і білу.Обладают великий пластичністю, малої твердістю, щодо низькою температурою плавлення. Найтиповішим елементом цієї групи є мідь.

Чорні метали своєю чергою можна підрозділити так:

1. Залізні метали – залізо, кобальт, нікель (званіферромагнетики) й близького до них щодо властивостями марганець. Co,Ni,Mu часто застосовують як добавки до сплавів заліза, соціальній та ролі підстави відповідних сплавів, схожих за своїми властивостями нависоколегированние стали.

2.Тугоплавкие метали, температура плавлення яких перевищує, ніж заліза (тобто. вище1539С). Застосовують як добавки долегированнимсталям, соціальній та ролі підстави відповідних сплавів. До них відносять:Ti, V,Cr,Zr,Nb,Mo,Tc (технецій),Hf (>гафий),Ta(тантал), W,Re (реній).

3.Урановие метали –актиниди, мають переважне використання у сплавах для атомної енергетики. До них відносять:Ас(актиний),Th(торий),U(уран),Np(нептуний),Pu(плутоний),Bk(берклий),Cf (каліфорній),Md(менделевий),No(нобелий) та інших.

4.Редкоземельние метали (>РЗМ) –La(лантан),Ce(церий),Nd(неодим),Sm(санарий),Eu(европий),Dy(диспрозий),Lu(лютеций),Y(иттрий),Sc(сландий) та інших., що об'єднуються під назвоюлантаноидов. Ці метали мають дуже близькими хімічними властивостями, але досить різними фізичними (Тип. та інших.). Їх застосовують як присадки до сплавів інші елементи. У природні умови вони зустрічаються разом як важкоразделими деякі елементи. Зазвичай використовується змішаний сплав – 40–45% Се (церій) і 40–45% від іншихРЗМ.

5.Щелочноземельние метали – у вільному металевому стані не застосовуються, крім особливих випадків, наприклад, теплоносії в атомних реакторах.Li(литий),Na,K(калий),Rb(рубидий),Cs(цезий),Fr(франций),Ca(кальций),Sr(стронций),Ba(барий),Ra(радий).

Кольорові метали поділяються на:

1. Легкі метали –Ве(берилий),Mg(магний),Al(аллюминий), які мають малої щільністю.

2. Шляхетні метали –Ag(серебро),Pt(платина),Au(золото),Pd(палладий),Os(осмий),Ir(иридий), та інших.Сu –полублагородний метал.Обладают високу стійкість проти корозії.

3.Легкоплавкие метали –Zn(цинк),Cd(кадмий),Hg(ртуть),Sn(олово),Bi(висмут),Sb(сурьма),Pb(свинец),As(мишьяк),In(индий) тощо., і елементи з ослабленими металевими властивостями –Ga(галий),Ge(германий).

Застосування металів почалося з міді, срібла і золота. Бо вони зустрічаються у природі в чистому (>самородном) вигляді.

Шляхетні метали:

>Au,Ag,Pt та його сплави.

Свою назву отримали через високекоррозионной стійкості. Ці метали пластичні. Мають високу вартість.

Застосовують в ювелірному і зуболікарському справі. Чисте золото за його м'якості не застосовують. На підвищення твердості золотолегируют (додають інші елементи). Зазвичай використовуються потрійні сплави:Au –Ag –Cu.

20. Спла́ви кольоро́вих мета́лів складаються з декількох компонентів. Компоненти — це елементи, що уводять доскладу сплаву з метою поліпшення їхніх властивостей. Основний компонент (основа) сплаву — елемент, вміст якого перевищує 50 %. Крім основи сплаву він містить легуючі компоненти, які уводяться спеціально для додання тих чи інших властивостей, і домішок, що звичайно є, небажані (шкідливими) чи припустимими.

Сплави кольорових металів не мають єдиного стандартного позначення. Алюмінієві і магнієві сплави позначаються буквами, що вказують або на приналежність до основного металу (А — алюмінієві, М — магнієві), або до визначеного типу сплаву (Д — дуралюміни), або позначки одночасно основи сплаву і його призначення (АК — алюмінієвий кувальний; АЛ — алюмінієвий ливарний). Приблизно по тім же принципі побудоване позначення титанових сплавів (ВТ −1, ВТ- 2), де В позначає організацію розроблювача (ВІАМ), Т — титановий.

Більш наочно позначаються стандартні мідні, нікелеві, цинкові сплави. Мідні сплави позначаються буквами і цифрами, що визначають найменування сплаву і його хімічний склад у якісному і кількісному відношеннях. Ливарні бронзи позначаються так: Бр — бронза; далі буквами російського алфавіту позначаються основні легуючі компоненти: О — олово, С — свинець, Ц — цинк, А — алюміній, Н — нікель, Ж — залізо, Ф — фосфор і т. д. Після кожної букви цифра означає середній вміст легуючого компонента у відсотках. Вміст міді не вказується, а визначається як залишок (наприклад: БрО5Ц5С5).

Ливарні латуні позначаються: Л — латунь; далі буквами позначаються основні легуючі компоненти, а цифрами їхній середній вміст (ЛЦ40С).

Аналогічно позначаються нікелеві сплави: Н — нікелеві сплави, далі йдуть букви і цифри, що позначають легуючі компоненти і їхній середній вміст (НМц2,5).

Те ж саме для цинкових сплавів: Ц — цинкові сплави, і т. д.

21. У металів розрізняють технологічні, хімічні, фізичні і механічні властивості.

До технологічних властивостей відносять рідкотекучість, ліквацію, ковкість, обробку різанням, прожарювання. Рідкотекучість характеризує здатність металу (сплава) заповнювати ливарну форму.

Виникнення неоднорідності під час затвердіння сплаву в результаті низки причин називається ліквацією. Ліквація зумовлює появу локальних ділянок у відливці з різними властивостями. Негативні наслідки ліквації особливо проявляються у разі використання твердих розчинів. Надлишковий компонент, що випадає, залежно від його густини тоне чи спливає у гомогенному розчині, який застигає, а це спричинює неоднорідність. У сплавах евтектичного складу ліквація не відбувається, оскільки вони затвердівають за умови складу, що не змінюється, і визначеної температури. Чим більший температурний інтервал затвердіння сплаву, тим більш виражене явище ліквації. Із оцінки лікваційних процесів випливає, що для розробки оптимальної технології лиття виробів дуже важливо знати тип сплаву. Ліквація погіршує механічні властивості сплавів (в"язкість, пластичність) і знижує корозійний опір.

Ковкість — властивість металів і сплавів, які дають можливість піддавати їх різним видам обробки (прокатка, штамповка, тощо). Ковкість характеризується двома показниками — пластичністю, тобто здатністю металу без руйнування піддаватися деформації під тиском, і величиною опору деформуванню. У металів, які мають ковкість, відносно висока пластичність поєднується з відносно низьким опором до деформування. Покращення ковкості низки конструкційних сплавів, що застосовуються в стоматології, — актуальна проблема.

Зварюваністю називають технологічну властивість металів давати за умови визначеної технології зварки сполуку, що відповідає вимогам, обумовленим конструкцією та умовами експлуатації виробу.

Оброблюваність — здатність матеріалів піддаватися обробці всіма видами різального, шліфувального інструменту, який використовується в зуботехнічних лабораторіях.

До хімічних властивостей належать корозійна стійкість, розчинність, окислюваність, жаростійкість.

Для стоматологічних конструкційних матеріалів особливе значення має корозійна стійкість у ротовій порожнині.

Корозією називається процес руйнування металів унаслідок хімічної чи електрохімічної взаємодії із зовнішнім середовищем. У результаті корозії металевий зиріб може втратити деякі свої корисні технічні властивості, зокрема, знижується міцність і пластичність металу, псується його поверхня, погіршуються електричні й оптичні властивості. Корозійні порушення класифікують за характером зміни поверхні металу в результаті корозії. Розрізняють такі види корозії: рівномірну (суцільну), місцеву і міжкристалічну.

Рівномірна корозія є найменш небезпечним видом корозії, оскільки за достатньої товщини металу механічна міцність виробу в результаті корозії змінюється незначно. Місцева корозія призводить до руйнування лише окремих ділянок металу і проявляється у вигляді плям і точкових уражень різної глибини. Вона виникає у разі неоднорідної поверхні, за наявності включень у метал чи внутрішніх напружень. Цей вид корозії дуже різко відображається на механічних властивостях виробу.

Міжкристалічна корозія характеризується руйнуванням металу по межах зерен (кристалітів). При цьому порушується зв"язок між кристалітами й агресивне середовище проникає у глибину металу. Продукти корозії залишаються між кристалітами металу, і в деяких випадках міжкристалічна корозія не спричинює зовнішньої зміни виробу, але настільки послаблює міцність металу, що виріб легко ламається руками. Міжкристалічна корозія найнебезпечніша, оскільки призводить до швидкого зменшення міцності металу, причому в більшості випадків процес корозії зовні перебігає непомітно. У ротовій порожнині є сприятливі для корозії умови. Зокрема, ротова рідина є електролітом, сприятливі температурні умови та знакозмінні навантаження, які зазнають металеві зубні конструкції. Корозостійкими в стоматології є золоті, срібно-паладієві, кобальто-хромові сплави, нержавіюча сталь. Стійкість металів може порушуватися під впливом таких чинників, як характер поверхні, включення, склад металу, режим термічної обробки, наявність напружень у металі. На грубій шорсткій поверхні процес корозії починається раніше і перебігає активніше.

До механічних властивостей металів належить твердість, міцність, пружність, в"язкість, пластичність, крихкість. Залежно від способу прикладання навантаження методи випробувань механічних властивостей поділяють на:.

1) статичні, коли навантаження зростає повільно і плавно (твердість, випробування на розтягнення і стискання);.

2) динамічні, коли навантаження підвищується з великою швидкістю (випробування на удар);.

3) випробування за умови повторно-змінних навантажень (випробування на втому).

До фізичних властивостей належить колір, густина, температура плавлення, теплопровідність, розширення і стискання під час нагрівання й охолодження, у разі фазових перетворень.

Поиск по сайту: