临界沉积电位英文解释翻译、临界沉积电位的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 critical deposition potential
分词翻译:
临界的英语翻译:
critical
【医】 crisis
沉积电位的英语翻译:
【化】 deposition potential; sedimentation potential
专业解析
临界沉积电位(Critical Deposition Potential),在电化学和金属沉积领域是一个关键参数。它指的是在电解过程中,金属离子开始稳定、持续地在阴极表面还原并沉积形成金属镀层所需的最低电极电位(通常相对于参比电极测量)。当电极电位达到或超过该临界值时,电沉积反应才能有效地进行;低于此电位,沉积要么不发生,要么速率极低且不稳定。
以下从多个维度详细解释其含义:
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基本定义与物理意义
- 该电位标志着金属电结晶过程的热力学和动力学转折点。从热力学角度看,它对应于金属离子还原沉积的平衡电位加上一定的过电位。这个过电位是克服成核能垒、激活沉积反应所必需的。
- 在临界沉积电位之下,阴极表面可能发生其他副反应(如析氢),或者仅有极少量、不连续的金属原子吸附或沉积,无法形成连续的镀层。达到临界电位时,金属离子获得足够的能量克服界面能垒,开始在阴极表面稳定成核并生长。
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影响因素
- 金属离子本性: 不同金属离子具有不同的标准电极电位和沉积特性,其临界沉积电位值各异。例如,铜的临界沉积电位通常比镍更负(更正)一些。
- 电解液组成: 电解液中主盐浓度、络合剂种类与浓度、添加剂(如光亮剂、整平剂)、pH值、温度等都会显著影响临界沉积电位。络合剂通常会使得沉积电位变得更负(即需要更大的阴极极化),添加剂也可能通过吸附改变电极/溶液界面性质而影响临界值。
- 电极基体材料: 阴极基体的材质、表面状态(如粗糙度、洁净度、晶体取向)会影响金属在其上的成核难易程度,从而影响临界沉积电位。
- 电流密度/极化程度: 临界沉积电位是在特定实验条件下(如缓慢扫描)测定的一个特征电位值。在实际恒电流沉积中,所施加的阴极电流密度必须使电极电位极化到临界沉积电位以下(即更负)才能实现有效沉积。
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测定方法
- 临界沉积电位通常通过电化学方法测定,例如:
- 循环伏安法: 观察阴极扫描曲线上电流开始显著增加(对应沉积反应开始)所对应的电位。
- 恒电位阶跃法: 在不同电位下施加阶跃,观察电流-时间响应,确定沉积开始发生的电位。
- 电位扫描法: 类似于循环伏安法,但可能采用更慢的扫描速率以更精确地确定起始点。
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应用与重要性
- 电镀工艺控制: 了解特定镀液体系的临界沉积电位是设定合理操作电位/电流密度的基础,对获得均匀、致密、结合力良好的镀层至关重要。电位过低(负)可能导致析氢严重、镀层烧焦或枝晶生长;电位过高则可能沉积不上或沉积层质量差。
- 金属电解提取与精炼: 在湿法冶金中,控制阴极电位在临界沉积电位以下是实现目标金属选择性沉积的关键。
- 腐蚀科学: 理解金属沉积的临界电位有助于分析金属在特定环境中的电化学行为,如电偶腐蚀或沉积型缓蚀剂的作用机制。
- 基础研究: 临界沉积电位是研究金属电结晶机理、成核与生长动力学的重要参数。
核心公式表达(概念性)
临界沉积电位 $E{cd}$ 可以关联到平衡电位 $E{eq}$ 和成核过电位 $eta{nuc}$:
$$ E{cd} = E{eq} + eta{nuc} $$
其中 $eta_{nuc}$ 是驱动金属成核过程所需的额外电位(过电位)。
权威参考来源:
- 《电化学词典》(第二版), 科学出版社, 查全性 等主编。 (标准术语定义与理论基础) [可查询:https://www.sciencep.com]
- 《金属电沉积:原理与研究方法》, 化学工业出版社, 郭鹤桐, 覃奇贤 编著。 (详细阐述沉积机理、临界电位测定方法及应用) [可查询:https://www.cip.com.cn]
- ASTM B832 - Standard Guide for Electroforming with Nickel and Copper。 (工业标准中涉及沉积电位控制的重要性) [可查询:https://www.astm.org]
- Journal of The Electrochemical Society 相关研究论文。 (前沿研究中对特定体系临界沉积电位的实验测定与理论分析,例如:J. Electrochem. Soc., 166, D3169-D3176 (2019) - 需根据具体研究引用) [可查询:https://jes.ecsdl.org]
- 哈尔滨工业大学电化学工程实验室相关研究报告。 (国内在金属电沉积机理与应用方面的研究,例如关于添加剂对临界电位影响的研究) [可查询:http://hit.edu.cn 相关院系网站]
网络扩展解释
临界沉积电位(Critical Deposition Potential)是电化学领域的一个术语,主要用于描述物质在电极表面开始沉积所需的最低电位值。以下是详细解释:
1.基本定义
临界沉积电位指在电化学沉积过程中,溶液中金属离子或其他带电粒子在电极表面形成稳定沉积层所需的最低电位阈值。当施加的电位超过该临界值时,沉积反应才会发生。
2.应用场景
- 电镀工艺:控制金属镀层的均匀性和附着力,需确保电位高于临界值。
- 电池材料:在锂离子电池或燃料电池中,电极材料的沉积需精确调控电位以避免枝晶生长。
- 腐蚀防护:通过监测临界电位评估金属表面保护层的稳定性。
3.影响因素
虽然搜索结果未明确提及,但根据电化学原理,临界沉积电位通常受以下因素影响:
- 溶液浓度:离子浓度越高,临界电位可能越低。
- 温度:温度升高可能降低沉积所需的临界电位。
- 电极材料:不同材质的电极表面催化活性不同,影响沉积起始电位。
4.相关术语区分
- 沉积电位(Deposition Potential):泛指沉积过程中的电位范围,可能包含临界值。
- 沉降电位(Sedimentation Potential):指颗粒在液体中沉降时产生的电势差,与电化学沉积无直接关联。
如需更具体的实验数据或公式(如能斯特方程关联性),建议参考电化学专业文献或教材。
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