固态Ag/AgCl复合电极的结构及电化学性能研究

论文摘要

Ag/AgCl电极由于具有自噪声小、灵敏度高、对低频信号灵敏等优势,而被广泛应用于海洋电磁场探测领域。Ag/AgCl电极的自噪声、稳定性以及电化学性能等电学参数与电极内部Ag、AgCl的组成、结构以及微观形貌有着密切的关系,因此本文通过改变电极制备工艺参数（烧结、成型、组分）,制备出不同结构组成的电极,然后通过扫描电镜（SEM）、浸没介质法及比表面积测试等手段对电极的物相、微区结构、孔隙分布状态和比表面积进行分析。采用电化学阻抗（EIS）、极化性能测试等电化学分析方法,观测在特定频率下电极的阻抗大小及其电极极化模式,组建等效电路模型,并对电极的自噪声和稳定性进行测试。实验结果表明:电极制备工艺的改进改变了电极的微观组织结构,对电极的电化学性能和宏观性能产生了较大的影响。随着330℃下保温时间的增加,电极的孔隙率增大,比表面积增大,电极的交换电流密度增大,电化学极化程度降低,当保温30 min时,电极噪声减小到6.00E-09 V/√Hz,电极的24 h稳定性增强,电极波动保持在0.057 mV以内;随着450℃下保温时间的增加,电极的孔隙率增大,比表面积增大,交换电流密度先增大后减小,电化学极化程度先降低后升高,当保温30 min时,电极噪声减小到5.48E-09 V/√Hz,电极的24 h稳定性最好,电极波动保持在0.038 mV以内;在不同成型工艺的样品中,随着压力的增加,电极的孔隙率减小,比表面积先增大后减小,交换电流密度先增大后减小,电化学极化程度先降低后升高,当成型压力为4 MPa时,电极噪声减小到4.28E-09 V/√Hz,电极的24 h稳定性最好,电极波动保持在0.046 mV以内;在不同组分工艺的样品中,随着配比Ag:AgCl中Ag组分含量越来越多,电极的孔隙率先增加后减小,比表面积先增大后减小,交换电流密度先增大后减小,电化学极化程度先降低后升高,当配比Ag:AgCl为1:1时,电极噪声减小到2.51E-09 V/√Hz,电极的24 h稳定性最好,电极波动保持在0.023 mV以内;通过优化后的制备工艺得到了性能优良的电极,噪声为2.51E-09 V/√Hz,24 h电极波动保持在0.023 mV以内,稳定性良好,为开发高性能水下Ag/AgCl探测电极提供理论基础和实验依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号对照表
• 缩略语对照表
• 第一章 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 基本原理
•   1.3 研究现状
•   1.4 目的意义
• 第二章 固态Ag/Ag Cl多孔电极的制备
•   2.1 电极制备方法
•   2.2 粉体制备
•   2.3 粉体造粒
•   2.4 压片成型
•   2.5 电极烧结
•   2.6 组装成型
•   2.7 电极活化
•   2.8 小结
• 第三章 烧结工艺对Ag/Ag Cl电极内部结构和性能的影响及其机理分析
•   3.1 热重和差热分析
•   3.2 结构测试及分析
•     3.2.1 孔隙率测试及分析
•     3.2.2 微观形貌测试及分析
•     3.2.3 比表面积测试及分析
•   3.3 电极的电化学性能测试及分析
•     3.3.1 极化曲线的测试及分析
•     3.3.2 交流阻抗测试及其分析
•   3.4 电极电化学噪声和稳定性能测试及分析
•     3.4.1 电化学噪声测试及分析
•     3.4.2 电极稳定性测试及分析
•   3.5 小结
• 第四章 成型工艺对Ag/Ag Cl电极内部结构和性能的影响及其机理分析
•   4.1 结构测试及分析
•     4.1.1 孔隙率测试及分析
•     4.1.2 微观形貌测试及分析
•     4.1.3 比表面积测试及分析
•   4.2 电极的电化学性能测试及分析
•     4.2.1 极化曲线的测试及分析
•     4.2.2 交流阻抗测试及其分析
•   4.3 电极电化学噪声和稳定性能测试及分析
•     4.3.1 电化学噪声测试及分析
•     4.3.2 电极稳定性测试及分析
•   4.4 小结
• 第五章 组分工艺对Ag/Ag Cl电极内部结构和性能的影响及其机理分析
•   5.1 结构分析测试及分析
•     5.1.1 孔隙率测试及分析
•     5.1.2 微观形貌测试及分析
•     5.1.3 比表面积测试及分析
•   5.2 电极的电化学性能测试及分析
•     5.2.1 极化曲线的测试及分析
•     5.2.2 交流阻抗测试及其分析
•   5.3 电极电化学噪声和稳定性能测试及分析
•     5.3.1 电化学噪声测试及分析
•     5.3.2 电极稳定性测试及分析
•   5.4 小结
• 第六章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 黄康

导师: 李桂芳

关键词: 制备工艺,电化学性能,噪声,稳定性

来源: 西安电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 海洋学,化学

单位: 西安电子科技大学

分类号: O646.5;P733.6

DOI: 10.27389/d.cnki.gxadu.2019.002976

总页数: 82

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