Електрорушійна сила при травленні однорідно намагніченого сталевого циліндра в електроліті

Розраховано електрорушійну силу концентраційного фізичного кола при травленні в електроліті феромагнітного електрода у формі циліндра, що виникає внаслідок неоднорідного розподілу концентрації парамагнітних продуктів корозії по поверхні сталевого циліндра в неоднорідних магнітостатичних полях розсіювання. Такий вибір форми електрода пов’язаний із тим, що за відсутності намагнічування всі точки поверхні циліндра є еквівалентними і в такій модельній системі легко відокремити ефекти магнітного поля від ефектів іншої природи. Також розраховано густину струму в електроліті в околі намагніченого сталевого циліндра та силу Лоренца, що приводить до руху електроліту перпендикулярно до напрямку зовнішнього магнітного поля вздовж осі циліндра. Виконано порівняння розрахунків із експериментальними даними, в результаті яких зроблено висновки, що певна частина парамагнітних іонів у електроліті в магнітному полі являє собою нанокластери парамагнітних іонів, якими можуть бути, наприклад, нанобульбашки. Результати теоретичного моделювання роботи можуть бути застосовані для створення функціональних матеріалів методами магнітоелектролізу та для моделювання впливу біогенних магнітних наночастинок на транспортні процеси й біохімічні реакції в клітинах живих організмів.

Рік видання: 
2013
Номер: 
1
УДК: 
537.6; 544.018
С. 135–141. Іл. 3. Бібліогр.: 26 назв.
Література: 

1. Y.C. Tang and A.J. Davenport, “Magnetic field effects on the corrosion of artificial pit electrodes and pits in thin films”, J. Electrochem. Soc., vol. 154, no. 7, pp. 362— 370, 2007.
2. R. Sueptitz et al., “Magnetic field effect on the anodic behaviour of a ferromagnetic electrode in acidic solutions”, Electrochimica Acta, vol. 54, no. 8, pp. 2229—2233, 2009.
3. I. Costa et al., “The effect of the magnetic field on the corrosion behavior of Nd—Fe—B permanent magnets”, J. Magn. Magn. Mater., vol. 278, no. 3, pp. 348—358, 2004.
4. M.D. Pullins et al., “Microscale confinement of paramagnetic molecules in magnetic field gradients surrounding ferromagnetic microelectrodes”, J. Phys. Chem. B, vol. 105, no. 37, pp. 8989—8994, 2001.
5. O.Yu. Gorobets and D.O. Derecha, “Quasi-periodic microstructuring of iron cylinder surface under its corrosion in the combined electric and magnetic fields”, Mater. Sci., vol. 24, no. 4, pp. 1017—1025, 2007.
6. O.Yu. Gorobets et al., “Nickel Electrodeposition under Influence of Constant Homogeneous and High-Gradient Magnetic Field”, J. Phys. Chem. C, vol. 112, no. 9, pp. 3373—3375, 2008.
7. S.V. Gorobets et al., “Periodic microstructuring of iron cylinder surface in nitric acid in a magnetic field”, Appl. Surf. Sci., vol. 252, no. 2, pp. 448—454, 2005.
8. M.Yu. Ilchenko et al., “Influence of external magnetic field on the etching of a steel ball in an aqueous solution of nitric acid”, J. Magn. Magn. Mater., vol. 322, pp. 2075—2080, 2010.
9. S.V. Gorobets et al., “Influence of Magnetostatic Fields of a Ferromagnetic Substrate on the Electrodeposition of Nickel Dendrites”, Phys. Metals Metallogr., vol. 113, no. 2, pp. 129—134, 2012.
10. Феттер К. Электрохимическая кинетика. — М.: Химия, 1967. — C. 5 —55.
11. Антропов Л.І. Теоретична електрохімія. — К.: Либідь, 1993. — C. 195—200.
12. Ландау Л.Д., Лифшиц М.Л. Статистическая физика. Ч. 1. — М.: Наука, 1976. — С. 138—143.
13. Ахиезер А.И., Барьяхтар В.Г., Пелетминский С.В. Спиновые волны. — М.: Наука, 1967. — 368 с.
14. Ландау Л.Д., Лифшиц М.Л. Электродинамика сплошных сред. — М.: Физматлит, 2001. — С. 336—337.
15. Горобець О.Ю., Горобець Ю.І., Роспотнюк В.П. Електрорушійна сила при травленні однорідно намагніченої кулі в електроліті // Металлофиз. новейшие технол. — 2012. — № 34. — С. 895—906.
16. M. Fujiwara et al., “On the movement of paramagnetic ions in an inhomogeneous magnetic field”, J. Phys. Chem. B, no. 108, pp. 3531—3534, 2004.
17. J.Y. Kim et al., “Zeta potential of nanobubbles generated by ultrasonication in aqueous alkyl polyglycoside solutions”, J. Colloid Interface Sci., vol. 223, no. 2, pp. 285— 291, 2000.
18. P. Attard et al., “Nanobubbles: the big picture”, Physica A, vol. 314, pp. 696—705, 2002.
19. N. Ishda et al., “Attraction between hydrophobic surfaces with and without gas phase”, Langmuir, vol. 16, pp. 6377— 6380, 2000.
20. J.W.G. Tyrrell and P. Attard, “Atomic force microscope images of nanobubbles on a hydrophobic surface and corresponding force-separation data”, Ibid, vol. 18, pp. 160— 167, 2002.
21. R.F. Considine et al., “Forces measured between latex spheres in aqueous electrolyte: Non-DLVO behavior and sensitivity to dissolved gas”, Ibid, vol. 15, pp. 1657—1659, 1999.
22. J. Mahnke et al., “The influence of dissolved gas on the interactions between surfaces of different hydrophobicity in aqueous media”, Phys. Chem. Chem. Phys., vol. 1, pp. 2793—2798, 1999.
23. N. Ishida et al., “Attraction between hydrophobic surfaces with and without gas phase”, Langmuir, vol. 16, pp. 5681— 5687, 2000.
24. G.E. Yakubov et al., “Interaction forces between hydrophobic surfaces. Attractive jump as an indication of formation of “stable” submicrocavities”, J. Phys. Chem. B, vol. 104, pp. 3407—3410, 2000.
25. Харнед Г., Оуэн Б. Физическая химия растворов электролитов. — М.: Издатинлит, 1952. — C. 141.
26. Колли Р. А. Исследование одного случая работы гальванического тока // Журнал русского физико-химического общества. — 1875. — № 7. — C. 333—337.

Текст статтіРозмір
2013-1-23.pdf351.69 КБ

Тематичні розділи журналу

,