Наукові основи та закономірності електрохімічних процесів формування упорядкованих нанорозмірних та мікрорівневих матеріалів хемотроніки

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЛінючева, О. В.
dc.contributor.departmentкафедра технології електрохімічних виробництвuk
dc.contributor.facultyХіміко-технологічних факультетuk
dc.contributor.researchgrantorКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.date.accessioned2020-04-01T18:22:01Z
dc.date.available2020-04-01T18:22:01Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractenThe created scientific bases and regularities of electrochemical formation of ordered nano- and micro-level materials of hemotronics are based on a clear separation of the influence of the charge transport mechanism of the limiting stage of the electrochemical process on the stratification of the structure of the surface oxide and metal phases of the electrode. The structuring of semiconductor phases is governed by the ratio of gradients of the electric field and charge carriers in liquid and solid phases. Nano-level structuring requires control of gradients in the semiconductor phase and has an inverse relationship with the stage of charge transfer through the separation line "electrode-electrolyte". Micro-level structuring requires gradient control in solution and regulates mass transfer in 3D electrodes. The direction of growth of the solid phase corresponds to the predominant vector of the electric field, leveling tangential distortions which can be only for the magnitudes of gradients, achievable impulse regime. It is possible to guarantee control of transport of charges in a semiconductor in high-frequency pulse-reverse mode, since at the frequency of 10 kHz the effect of transfer on the edge of the semiconductorsolution and in the solution is leveled. And at frequencies of about 100 kHz it is achieved a critical delay of the gradient of stoichiometry of titanium dioxide from the gradient of an electric field, which results in the crushing and sealing of the semiconductor phase. For these reasons, the formation of metal phases of a given size is possible only on the micro level, and semiconductor structures with a characteristic size of less than 10 nm can not be formed by methods of electrochemistry of aqueous solutions. The created scientific bases allowed theoretically to substantiate the new method of protection against corrosion of electrodes from valve metals intended for replacement of noble metals in the elements of hemotronics and cathodic protection systems, methods of improving the technical characteristics of 3D-electrodes of gas sensors. For the first time it was shown the possibility of creating electrochemical diodes with one or both titanium electrodes.uk
dc.description.abstractruСозданные научные основы и закономерности электрохимического формирования упорядоченных наноразмерных и микроуровневых материалов хемотроники базируются на четком разграничении влияния механизма транспорта заряда лимитирующей стадии электрохимического процесса на стратификацию структуры поверхностных оксидных и металлических фаз электрода. Структурирование полупроводниковых фаз руководствуется отношением градиентов электрического поля и носителей заряда в жидкой и в твердой фазах. Наноуровневое структурирование требует контроля градиентами в полупроводниковой фазе и имеет обратную связь со стадией переноса заряда через границу раздела электрод-электролит. Микроуровневое структурирование требует контроля градиентами в растворе и регулирует массообмен в 3D-электродах. Направление роста твердой фазы соответствует преобладающему вектору электрического поля, нивелировать тангенциальные искажения которого можно лишь при величинах градиентов, достижимых импульсным режимом. Гарантировать контроль транспортом зарядов в полупроводнике можно в высокочастотном импульсно-реверсном режиме, поскольку на частоте от 10 кГц нивелируется влияние переноса на границе полупроводник-раствор и в растворе. А при частотах около 100 кГц достигается критическое отставание перестройки градиента стехиометрии диоксида титана от градиента электрического поля, следствием чего является дробление и уплотнение полупроводниковой фазы. Из названных причин формирования металлических фаз заданного размера возможно только на микроуровне, а полупроводниковые структуры с характерным размером менее 10 нм невозможно сформировать методами электрохимии водных растворов. Созданные научные основы позволили теоретически обосновать новый метод защиты от коррозии электродов из вентильных металлов, предназначенных для замены благородных металлов в элементах хемотроники и системах катодной защиты, методы улучшения технических характеристик 3D-электродов газовых сенсоров. Впервые показана возможность создания электрохимических диодов с одним или обоими титановыми электродами.uk
dc.description.abstractukСтворені наукові основи електрохімічного формування упорядкованих нано- та мікрорівневих матеріалів хемотроніки базуються на розмежуванні впливу механізму транспорту заряду електрохімічного процесу на стратифікацію структури поверхневих фаз електрода, яке для напівпровідникових фаз керується відношенням градієнтів електричного поля і носіїв заряду у рідкій та в твердій фазах. Нанорівневе структурування потребує контролю градієнтами поля у напівпровідниковій фазі і пов'язане з переносом заряду на межі електрод-електроліт. Мікрорівневе структурування потребує контролю градієнтами концентрації у розчині й регулює масообмін в 3D-електродах. Напрям росту твердої фази відповідає переважному вектору електричного поля, тангенціальні спотворення якого нівелюють величинами градієнтів поля, досяжними в імпульсному режимі. Високочастотний імпульсно-реверсний режим дає контроль над транспортом зарядів у напівпровіднику на частоті 10 кГц завдяки усуненню впливу переносу на межі напівпровідник-розчин та у розчині. При частоті 100 кГц досягається критичне відставання перебудови градієнту стехіометрії TiО2 від градієнту електричного поля, що сприяє дробленню й ущільненню фази TiО2. Тому формування металевих фаз заданого розміру можливо лише на мікрорівні, а напівпровідникові структури з характерним розміром 10 нм неможливо сформувати методами електрохімії водних розчинів. Створені наукові основи обґрунтовують нові методи захисту від корозії вентильних металів в елементах хемотроніки і системах катодного захисту, метода покращення технічних характеристик 3D-електродів газових сенсорів. Вперше показана можливість створення електрохімічних діодів з одним чи обома титановими електродамиuk
dc.format.page7 с.uk
dc.identifier.govdoc0116U00376
dc.identifier.other2920-ф
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/32605
dc.language.isoukuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectелектрохімічне формуванняuk
dc.subjectхемотронікаuk
dc.subjectнаноструктураuk
dc.subjectмікроструктураuk
dc.subjectнапівпровідникиuk
dc.subjectвентильні металиuk
dc.titleНаукові основи та закономірності електрохімічних процесів формування упорядкованих нанорозмірних та мікрорівневих матеріалів хемотронікиuk
dc.title.alternativeScientific principles and patterns of electrochemical procceses of formation of ordered nanoscale and microlevel chemotronic materialsuk
dc.title.alternativeНаучные основы и закономерности электрохимических процессов формирования упорядоченных наноразмерных и микроуровневых материалов хемотроникиuk
dc.typeTechnical Reportuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
2018_2920.pdf
Розмір:
206.84 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Анотовані описи звітів про НДР (ТЕХВ)
Анотовані описи завершених науково-дослідних робіт КПІ ім. Ігоря Сікорського