potsentsiaal arvutatav Nernsti valemi järgi. Nernsti valem: , kus 0 on elektroodi normaalpotentsiaal, T temperatuur, F Faraday konstant ja a aktiivsus. Temperatuuril 298K Seega sellel temperatuuril Elektroodi normaalpotentsiaal võrdub elektroodi potentsiaaliga, kui reaktsioonist osavõtvate ainete aktiivsused on võrdsed ühega. Normaalpotentsiaalid on toodud käsiraamatutes. Eraldi rühma moodustavad nn II liki elektroodid, kus metallelektrood asub selle metalli raskestilahustuvat ühendit sisaldavad ja viimasega ühist aniooni omava hästilahustuva soola lahuses. Näiteks hobe-hõbekloriidelektrood AgAgCl, Cl-. Sellel elektroodil toimub reaktsioon Ag++e-Ag ja vastavalt Nernsti võrrandile avaldub tema potentsiaal . Kuna aga lahuses on küllastatud AgCl-ga, siis sõltub hõbeda ioonide aktiivsus lahuses olevate kloori ioonide aktiivsusest vastavalt seosele , kus LAgCl on AgCl lahustuvuskorrutis. Seega elektroodi potentsiaal ,
Keevisliidete tüübid Keeviskonstruktsioonide valmistanisel kasutatakse järgmisi keevisliiteid. Põkkliide (Joon. 7) on kõige levinum keevisliite tüüp. Põkkliidet kasutatakse lehtmetalli, nurkprofiilide ja mitmesuguse eriprofiiliga talade keevitamiseks. Ülekatteliidet (Joon. 8) kasutatakse õhema lehtmetalli kokkukeevitamiseks. Käsikaarkeevitus Sulas olekus põhi- ja elektroodimetall segunevad keevitusvannis ja tardudes moodustavad keevisõmbluse. Metallelektrood on kaetud erilise kattekihiga, mis sulades tekitab gaase ning räbu, kaitstes sellega keevitusvanni pinda ning elektroodimetalli tilkasid hapniku ja lämmastiku kahjuliku mõju eest. 2.1 Käsikaarkeevituse skeem sulava elektroodiga 1. Ühendus vooluvõrguga 2. Keevitusseade 3. Keevitusjuhe käepidemele 4. Tagasivoolu keevitusjuhe 5. Elektroodihoidja 6. Sulav elektrood 7. Tagasivoolu juhtme kinnitusklemm 8. Detail 9. Keevituskaar 2.2 Keevitusvann 1. Sulavelektroodi varras 2
Oks voks /a vred RedSiin on standard elektroodpotentsiaal ja arvuliselt võrdne potentsiaali väärtusega juhul kui elektroodreaktsioonist osavõtvate komponentide aktiivsused on võrdsed ühega. Selle väärtused on leitavad käsiraamatutest. Aktiivsetel metallidel, nagu tsingil, on on negatiivne, st. metalli laeng on negatiivne, lahuse potentsiaal on posiitvne.Vähem altiivsetel metallidel, näiteks vasel, on 0 positiivne: 0= 0o 0R/zF II liiki elektroodid- elektroodid, kus metallelektrood asub selle metalli raskestilahustuvat ühendit sisaldavas ja viimasega ühist aniooni omava hästilahustuva soola lahuses. Neid elektroode kasutatakse võrdluselektroodidena. Üheks näiteks on hõbe-hõbekloriidelektrood Ag|AgCl, Cl-|| Teiseks näiteks II liiki elektroodist on kalomelelektrood KCl||Hg2Cl2|Hg Kalomelelektroodi potentsiaali määrab tasakaal: Hg2Cl2 + 2e-= 2Hg + 2Cl- Kalomelelektroodi potentsiaal sõltub Cl-- ioonide aktiivsusest lahuses: kal=0kal + RT/F
elektroodreaktsioonist osavõtvate komponentide aktiivsused on võrdsed ühega. Selle väärtused on leitavad käsiraamatutest. Aktiivsetel metallidel, nagu tsingil, on on negatiivne, st. metalli laeng on negatiivne, lahuse potentsiaal on posiitvne. Vähem altiivsetel metallidel, näiteks vasel, on positiivne: VII. Elektrokeemilise elemendi termodünaamika - VII. II liiki elektroodid II liiki elektroodid- elektroodid, kus metallelektrood asub selle metalli raskestilahustuvat ühendit sisaldavas ja viimasega ühist aniooni omava hästilahustuva soola lahuses. Neid elektroode kasutatakse võrdluselektroodidena. Üheks näiteks on hõbe-hõbekloriidelektrood Teiseks näiteks II liiki elektroodist on kalomelelektrood Kalomelelektroodi potentsiaali määrab tasakaal: Kalomelelektroodi potentsiaal sõltub Cl--ioonide aktiivsusest lahuses: VIII. Kontsentratsioonielemendid
neutraalses ja nõrgalt aluselises keskkonnas: MnO- 4 + 2H2O + 3e -> MnO2 + 4 OH− tugevalt aluselises keskkonnas MnO- 4 + e -> MnO4 2- 2) H2O2 osavõrrandid happelises keskkonnas: H2O2 + 2 H+ + 2e -> 2 H2O neutraalses ja aluselises keskkonnas: H2O2 + 2e -> 2OH−. Tugevate oksüdeerijate suhtes võib H2O2 käituda redutseerijana: H2O2 − 2e -> 2 H+ + O2. ELEKTROODIPOTENTSIAAL, REDOKSPOTENTSIAAL elektroodipotentsiaal E – potentsiaal, mille omandab metallelektrood tema soola lahuses pöörduva reaktsiooni tulemusena (metall/lahus potentsiaalide erinevus) Nersti võrrand E – redokspotentsiaal E° – standardpotentsiaal, E = E°, kui aMz+ = 1 M n – elementaaraktis üleminevate elektronide arv aMn+ –metalli ioonide aktiivsus lahuses (lahjades lahustes,
aatomite vahel)); oksüdeerumine elektronide loovutamine (redutseerija oksüdeerub, tema oks. aste kasvab), redutseerumine elektronide liitmine (oksüdeerija redutseerub, tema oks. aste kahaneb). Redoksreaktsioonide tasakaalustamise põhimõte: liidetud ja loovutatud elektronide arvud on võrdsed. 2. Elektroodipotentsiaal ja redokspotentsiaal Elektroodipotentsiaal (E), V potentsiaal, mille omandab metallelektrood tema soola lahuses pöörduva reaktsiooni Mz+ + ze- M tulemusena. x RT a oks E = E0 + ln y , zF a red E° standardpotentsiaal, E = E°, kui aMz+ = 1 M, F Faraday arv ( 96 485 C/mol),
aatomite vahel)); oksüdeerumine – elektronide loovutamine (redutseerija oksüdeerub, tema oks. aste kasvab), redutseerumine – elektronide liitmine (oksüdeerija redutseerub, tema oks. aste kahaneb). Redoksreaktsioonide tasakaalustamise põhimõte: liidetud ja loovutatud elektronide arvud on võrdsed. 2. Elektroodipotentsiaal ja redokspotentsiaal Elektroodipotentsiaal (E), V – potentsiaal, mille omandab metallelektrood tema soola lahuses pöörduva reaktsiooni Mz+ + ze- M tulemusena. x RT a oks E = E0 + ln y , zF a red E° – standardpotentsiaal, E = E°, kui aMz+ = 1 M, F – Faraday arv ( 96 485 C/mol),
Elektroodi potentsiaal, millel toimub reaktsioon ½O2 + H2O + 2e 2OH avaldub 2 0,059 aOH - O ,OH - = 0 O2 ,OH - - log 1/ 2 2 2 pO2 . Eraldi rühma moodustavad nn. II liiki elektroodid, kus metallelektrood asub selle metalli raskestilahustuvat ühendit sisaldavas ja viimasega ühist aniooni omava hästilahustuva soola lahuses. Näiteks hõbe-hõbekloriidelektrood AgAgCl, Cl Sellel elektroodil toimub reaktsioon Ag+ + e Ag ja vastavalt Nernsti võrrandile avaldub tema potentsiaal valemiga 1 Märgi muutus: log (1/x) = + log (x) Ag + , Ag = Ag 0 + , Ag
½O2 + H2O + 2e– → 2OH– avaldub 2 0,059 aOH O ,OH 0 O2 ,OH log 1 / 2 2 2 pO2 . Eraldi rühma moodustavad nn. II liiki elektroodid, kus metallelektrood asub selle metalli raskestilahustuvat ühendit sisaldavas ja viimasega ühist aniooni omava hästilahustuva soola lahuses. Näiteks hõbe-hõbekloriidelektrood Ag AgCl, Cl– 1 Märgi muutus: – log (1/x) = + log (x) Sellel elektroodil toimub reaktsioon Ag + + e– → Ag ja vastavalt Nernsti võrrandile avaldub tema potentsiaal valemiga Ag , Ag Ag 0 , Ag
toimuvale reaktsioonile. Emj on seotud reaktsiooni entroopia muuduga . Kasutades ka Gibbs-Helmholtzi võrrandit, saame avaldada: Standardelektroodpotentsiaal: arvuliselt võrdne potentsiaali väärtusega juhul, kui elektroodreaktsioonist osavõtvate komponentide aktiivsused on võrdsed ühega. Väärtused on leitavad käsiraamatutes. Aktiivsetel metallidel on 0 negatiivne, väheaktiivsetel vastupidi. II liiki elektroodid: metallelektrood asub selle metalli raskestilahustavat ühendit sisaldavas ja viimasega ühist aniooni omava hästilahustva soola lahuses. Neid elektroode kasutatakse võrdluselektroodidena. Hõbe-hõbekloriidelektrood (Ag|AgCl,Cl-||), kalomelelektrood (KCl|| Hg2Cl2|Hg) Kontsentratsioonielemendid: Mõlema elektroodi materjal on sama, kuid erinevus seisneb lahuse või elektroodmaterjali aktiivsuse. Erinevate lahuste aktiivsuste korral avaldub kusjuures a2>a1 FK19 laboratoorse töö teoreetiline osa:
Kaarlahenduse tekkeks peab elektroodide vaheline gaas olema ioniseeritud. 6. Elektroodkeevitus, elektroodkeevituse olemus, keevituselektroodid. Keevituselektroodide liigitus ja tähistus. Sulava elektroodiga keevitamisel annab põhimetalli ja elektroodi sulamiseks vajaliku soojuse nende vahel põlev elektrikaar. Kaare temperatuur on väga kõrge +4000...6000°C. Sulas olekus põhi- ja elektroodimetall segunevad keevitusvannis ja tardudes moodustavad keevisõmbluse. Metallelektrood on kaetud erilise kattekihiga, mis sulades tekitab gaase ning räbu, kaitstes sellega keevitusvanni pinda ning elektroodimetalli tilkasid hapniku ja lämmastiku kahjuliku mõju eest. Keevituselektroodi valmistatakse metallvarrastest läbim al. 1,5 kuni 25mm ja enam. Elektroodi pikkuse määrab voolu juhtivus (nt roostevaba teraste puhul on elektroodi pikkus väiksem). Kaarkeevitusel kasutatavad elektroodid liigituvad: sulavad elektroodid, sulamatud elektroodid.
kõrgendatud režiimis MOSFET-e transistoridena ja põhineb täiendavate MOP transistoride kasutamisel, et realiseerida loogikafunktsioone ilma, et elektrivoolu üldse tarvis oleks. 2. Elektrolüütkondensaator Elektrolüütkondensaatoris toimib dielektrikuna oksiidikiht, mis on elektrokeemiliselt formeeritud alumiiniumist või tantaalist elektroodile. Kondensaatori teise elektroodi moodustab oksiidikihiga kokkupuutuv elektrolüüt.Elektrolüütkondensaator on polaarne seadis: anoodiks on metallelektrood ja katoodiks elektrolüüt. 3. Kuidas ühendatakse loogika elementide väljundid Loogikaelementide väljundite ühendamiseks on 3 võimalust: 1)Hiz kasutamine st loogika elementidel on 3 olekut (0, 1, Hiz), võib ühendada vahetult kokku, aga Hiz juhtimine peab garanteerima, et vaid üks loogikaelement töötab. 2)Loogikaelementide väljund(transistor)id on lahtise kollektori või lahtise suudmega (MOP). Väljund pannakse vahetult kokku ja ühise takisti R kaudu ühendatakse toiteallikaga
13 2. Kattega elektroodiga käsikaarkeevitus (MMA) e. elektroodkeevitus 2.1. Käsikaarkeevituse skeem sulava elektroodiga Sulava elektroodiga keevitamisel annab põhimetalli ja elektroodi sulamiseks vajaliku soojuse nende vahel põlev elektrikaar. Kaare temperatuur on väga kõrge + 4000...6000°C. Sulas olekus põhi- ja elektroodimetall segunevad keevitusvannis ja tardudes moodustavad keevisõmbluse. Metallelektrood on kaetud erilise kattekihiga, mis sulades tekitab gaase ning räbu, kaitstes sellega kee- vitusvanni pinda ning elektroodimetalli tilkasid hapniku ja lämmastiku kahjuliku mõju eest. Terminid hapnik lämmastik räbu 1. Vooluvõrku lülitamine 2. Keevitusseade 3. Keevitusjuhe käepidemele 4. Tagasivoolu keevitusjuhe 5. Elektroodihoidja 6. Sulav elektrood 7
moodustumine on seotud elektrilaengute ümberjaotumisega faaside sisemuse ja pinnakihi vahel. Nimetame tahket faasi elektroodiks. Seda elektroodi võime jaotada kaheks: mittepolariseeritavaks ja polariseeritavaks elektroodiks. Mittepolariseeritava elektroodi näiteks on metallelektrood. Sellel toimub takistamatu ioonide ja laengute vahetus elektroodmetalli ja lahuse vahel. Tekkinud elektroodi ja lahuse vahelist potentsiaalihüpet kirjeldab Nernsti võrrand. Polariseeritaval elektroodil reaktsioone ei toimu ja seal esinev tasakaal on elektrokeemilist laadi. Laetud osakesed ei suuda faaside piirpinda läbida. Järgnevalt vaatleme lühidalt
Teine on kaarleegiga keevitamine, kus tekitatakse kaarleek keevituskoha ja metallelektroodi vahele. Temp üle 3000, madal pinge, suur voolutugevus(100-200A). Elektroodid sulatavad(3-6mm) ja mittesulatavad. Sulatavad kaetud kattega, mille eesmärgiks kerge ioniseerimine, kaare süütamine ja põlemine, keevituskoha kaitsmine õhust, räbustid, keevisõmbluse tugevuse ja kvaliteedi parandamine. TiO2, SiO2, CaCO3, K2CO3 jm. Saadakse spets keevitustrafost. Metallelektrood kaetud räbustiga, andes keevisliite jaoks vajalikku lisametalli. Sulakeevitus sobib mitmesuguste metallide puhul, odav, kiire, tehniliselt lihtne, kergesti automatiseeritav, tugev liitekoht, ei nõu pindade puhastamist, puudused- metalli sulamine keevisliite kohal, keevisliite ümbruse tugev kuumenemine, metalli omadused võivad muutuda ja koostis. Termiline keevitus kaarkeevitus, gaaskeevitus, plasmakeevitus, laserkeevitus. Termomeh
Kuidas tõrjuda kontaktkorrosiooni ? Elektrood on mittemetalse keskkonnaga kokkupuutes olev juht, mis ühendab keskkonna elektriahela teise osaga. Elektroodi ülesandeks on voolu juhtimine keskkonda või sellest välja, aga ka elektrivälja tekitamine, mistõttu on elektrood tavaliselt metallist ja sihipärase kujuga. Inertne elektrood on elektrood, mis elektolüüsi ajal ei muutu (ei lahustu, nt plaatinaelektrood). Aktiivne elektrood on tavaliselt metallelektrood, millega elektriseerimise ajal toimub keemiline muundumine (lahustuv). Katoodiks on elektrood, mille standardne redokspotensiaal E0 on suurem, anoodiks on elektrood, mille E0 on väiksem. Standardpotentsiaal (E°) on galvaanielemendi emj, milles üheks elektroodiks on vesinikelektrood, teiseks uuritav elektrood. Uuritava elektroodi potentsiaal saadakse võrdlemise teel vesinikelektroodi potentsiaaliga, mille väärtus loetakse nulliks
väljatransistore kuut erinevat liiki. 7.3.1. Formeeritud kanaliga MOSFET transistorid Depletion-Type MOSFET Vaatleme n-kanaliga transistori kui enamlevinut, p-juhtivusega põhimaterjali on formeeritud lisandite abil lätte ja neelu vahel n-juhtivusega kanal, mille peal on õhuke SiO2 isolatsioon ja sellel omakorda metallist paisuelektrood. Lätte- ja neelualused tsoonid on parema juhtivuse saamiseks tavaliselt kõrgendatud, s.o. n+ juhtivusega. Aluskristalliga ühendatud metallelektrood on ühendatud kas lättega või toodud välja eraldi elektroodina. Sellise transistori skemaatiline ehitus koos n- ja p-kanaliga transistoride tingmärkidega on toodud joonisel 7.5. JOONIS 7.5. Kui transistori paisule antav pinge on null, tekib läbi kanali mingi vool. Paisule antava pinge mõjul tekib paisuelektroodi all selle pingest põhjustatud elektriväljatsoon, ELEKTROONIKAKOMPONENDID lk. 58
Seega on väljatransistore kuus erinevat liiki. 5.3.1. Formeeritud kanaliga MOSFET transistorid (Depletion-Type MOSFET) Vaatleme N-kanaliga transistori kui enamlevinut. P-juhtivusega põhimaterjali .on formeeritud lisandite abil lätte ja neelu vahele N-juhtivusega kanal, mille peal on õhuke Si0 isolatsioon ja sellel omakorda metallist paisuelektrood. Lätte- ja neelualused tsoonid 2 on parema juhtivuse saamiseks tavaliselt kõrgendatud, s.o. n+ juhtivusega. Aluskristalliga ühendatud metallelektrood on ühendatud kas lättega või toodud välja eraldi elektroodina. Sellise transistori skemaatiline ehitus koos N- ja P-kanaliga transistoride tingmärkidega on toodud joonisel 5.4. JOONIS 5.4. Kui transistori paisule antav pinge on null, tekib läbi kanali mingi vool. Paisule antava pinge mõjul tekib paisuelektroodi all selle pingest põhjustatud elektrivälja tsoon, kus elektrivälja suund sõltub paisupinge polaarsusest
Seega on väljatransistore kuus erinevat liiki. 5.3.1. Formeeritud kanaliga MOSFET transistorid (Depletion-Type MOSFET) Vaatleme N-kanaliga transistori kui enamlevinut. P-juhtivusega põhimaterjali .on formeeritud lisandite abil lätte ja neelu vahele N-juhtivusega kanal, mille peal on õhuke Si02 isolatsioon ja sellel omakorda metallist paisuelektrood. Lätte- ja neelualused tsoonid on parema juhtivuse saamiseks tavaliselt kõrgendatud, s.o. n+ juhtivusega. Aluskristalliga ühendatud metallelektrood on ühendatud kas lättega või toodud välja eraldi elektroodina. Sellise transistori skemaatiline ehitus koos N- ja P- kanaliga transistoride tingmärkidega on toodud joonisel 5.4. JOONIS 5.4. Kui transistori paisule antav pinge on null, tekib läbi kanali mingi vool. Paisule antava pinge mõjul tekib paisuelektroodi all selle pingest põhjustatud elektrivälja tsoon, kus elektrivälja suund sõltub paisupinge polaarsusest
annaabi.ee 
