Характеристики электродов ок: Электроды ESAB ОК 46.00 – купить в Санкт-Петербурге

Электроды ОК-46 | Назначение, применения, особенности и технические характеристики

Электроды сварочные ОК-46 являются универсальными и предназначены для сварки металлоконструкций из низколегированных и низкоуглеродистых сталей. Предел текучести свариваемого материала до 380 Мпа. Производятся на известном предприятии ESAB (Швеция), имеющем опыт изготовления материалов для сварки более 100 лет.

Благодаря отличным сварочно-технологическим свойствам широко применяются как на производстве, так и для частных хозяйственных нужд. Отлично подходят и для профессионального сварщика, и для любителя, и даже новичка. Используются при изготовлении всевозможных металлических деталей, изделий, прокладке трубопроводов. Сфера применения включает также строительные работы, монтаж конструкций и т.д.

Работают на переменном или от постоянного обратной полярности тока. Благодаря малой величине напряжения холостого хода и устойчивой работе при минимальном значении тока, могут использоваться при работе даже от бытовых источников электроэнергии.

Основные особенности применения

Одной из отличительных особенностей электродов ОК-46 является небольшая чувствительность к загрязнениям поверхности металла. Ими можно варить изделия с гальваническим покрытием поверхности (оцинкованная поверхность и др.) и с наличием краски или грунтовки. А также при ржавчине, повышенной влажности и т.д. Это в сравнении с другими марками снижает требования к подготовке материала на предварительном этапе.

Применяются для ручной дуговой сварки при любых пространственных положениях шва, в том числе и «вертикальный на спуск». Этим свойством они отличаются от большинства остальных электродов, обмазкой которых служит рутил. Поэтому незаменимы при сварочных работах в ограниченных стесненных условиях. Благодаря тому, что ОК-46 имеют очень низкое значение порогового тока, обеспечивающего стабильное горение дуги, они с успехом позволяют сваривать тонкостенные конструкции.

Электроды характеризуются простым и свободным отделением шлака. Слой наплавленного валика имеет ровную поверхность, а переход к свариваемому металлу формируется плавным и ровным. Обладают легкостью не только первых, но и последующих поджигов. Поэтому их широко можно применять при выполнении прихваток, при работе с частыми разрывами дуги, при необходимости сварки как корневых, так и коротких швов.

Благодаря тому, что электроды имеют низкое тепловложение, их можно использовать при сваривании широких зазоров. Из-за относительно невысокой температуры в сварочной ванне, образуется минимальное разбрызгивание. А стабильная дуга защищает ее от атмосферного химического воздействия. Также не происходит перегрев и появление горячих трещин. Швы получаются ровными и обладают хорошей герметичностью и устойчивы к агрессивным средам.

Маркировка и технические характеристики

Аббревиатура ОК-46 обозначает следующее: ок – это инициалы основателя предприятия-изготовителя. А цифра 46 означает max допустимую нагрузку на шов, образованный с помощью данных электродов.

Эсаб ОК-46 обладают следующими характеристиками:

• Тип покрытия – рутилово-целлюлозное.
• Тип стержней – проволока сварочная Св08(А).
• Сплав – Carbon Manganese.
• Производительность для d4 1,4 кг/ч.
• Коэф. наплавки 8,5 г/Ач.
• Расход стержней 1,7 кг на 1 кг металла.
• Напряжение х/х50 В.
• Количество направленного металла на выходе 96%.

Мех. свойства при растяжении.

• Временное сопр. электродов 515 Мпа.
• Ударная вязкость сварного шва 140 Дж/кв.см.
• Max значение текучести 400 Мпа.
• Отн. удлинение 28%.

Химический состав

С	Mn	Si	P	S
0. 08	0.40	0.30	max 0.030	max 0.030

Механические свойства

Преимущества ОК-46

Универсальные электроды общего назначения удобны в пользовании. Для работы с ними достаточно начального уровня квалификации. Успешно используются в различных режимах сварки. Образует ровные швы, малое количество шлака и min разбрызгивание. Легко совершаются первый и ряд повторных поджигов. Отлично подходят как основные присадочные материалы, заполняющие стыки, так и для прихватывания частей деталей.

Справляются с загрязненными и подверженными коррозии поверхностями. Могут использоваться для тонкостенных материалов. Можно выполнять сварку по направлению вниз при вертикальном положении шва. Для работы подходят бытовые источники энергии. Данные электроды обладают стабильно высоким качеством. Так же, как и образованные ими соединения.

Особенности и области использования

Применяются во многих сферах производства для сварки углеродистых конструкционных сталей и сплавов, в том числе изготовлении котлов, станов, контейнеров, различного оборудования, конструкций, резервуаров. А также в частных мастерских, в подсобных хозяйствах, в быту. Также с их помощью может производиться резка и строжка металла.

При сварке чугуна нужно сначала наплавлять плакирующие слои, а уже затем заполнять разделку с помощью электродов.

Во избежание превышения нормы образования шлака, угол стержня по отношению свариваемой поверхности должен быть острым.

Перед применением обычно требуется проведение прокалки. Рекомендуемые температурные режимы от 70 °С до 90 °С в течение 60-ти мин.

Производители и аналоги

Производятся электроды только шведской компанией ЭСАБ. Продукция имеет упаковку, масса которой составляет 1 кг, 2,5 кг и 5 кг. Диаметр электродов составляет: 1,6 мм, 2,0 мм, 2,5 мм, 3,0 мм, 3,2 мм, 4,0 мм и 5,0 мм. Оригинальные пачки отличаются наличием следующей маркировки: логотип концерна производителя, знаки сертификации и соответствующие пиктограммы. Для защиты от влаги картонная упаковка запаяна в пленку.

Длина в зависимости от диаметра составляет:

• 300 мм для диаметров 1,6-2,5 мм;
• 350 мм для 3,0, 3,2 и 5,0 мм;
• 450 мм для 4,0 и 5,0 мм.

Количество электродов на один килограмм (штуки) составляет:

• 50 шт. для диаметра 2,0 мм;
• 45 шт. для 2,5 мм;
• 39 шт. для электродов 3,0 мм;
• 19 шт. для 4,0 мм;
• 13 шт. для длины 450 мм и диаметра 5,0 мм.

Храниться электроды должны в сухом теплом месте при t не менее 15 °С. Влажность покрытия не должна превышать 1%. В противном случае прокалка перед использованием обязательна.

Аналоги выпускают следующие российские предприятия: завод GOODEL г. Шадринск (ОК-46), СЗСМ (СЗСМ-46 00) г. Судиславль, Пензаэлектрод (ПЭ ОК-46 00), ЛЭЗ (ЛЭЗ 46 00) г. Москва.

Похожие свойства имеют электроды марки МОНОЛИТ РЦ, МР-3, МР-3С, ОЗС-12(6), Standart RC, АНО 4(6, 23, 29М, 32).

Соответствие стандартам

Оригинальные ОК-46 соответствуют ГОСТ 9467, E6013, AWS А5.1, DNV2, EN ISO 2560-A, ГОСТ Р ИСО 2560-A и другим необходимым на территории РФ стандартам. А также имеют все сертификаты и одобрения для реализации и использования в большинстве стран мира.

Для заказа электродов ОК-46 необходимо через меню сайта перейти на соответствующую страницу товара и в один клик добавить выбранные электроды в корзину. Для каждого товара имеется описание, список типоразмеров и таблица со всеми необходимыми параметрами и характеристиками.

В дополнение к основному товару в каталоге компании представлено сварочное оборудование, маски, инструмент, флюсы, проволока и другие расходные материалы. А также отрезные круги, горелки, газовое оборудование, канаты, метизы и т.д.

Электроды ОК 46.00. | МеханикИнфо

Электроды ОК 46.00 технические характеристики.

Оцените запись

Сварочные электроды ОК 46 предназначены для сварки низколегированных и низкоуглеродистых сортов стали с пределом текучести до 380 МПа. Сварку данными электродами производят во всех пространственных положения, переменным и постоянным током любой полярности. Электроды ОК 46 можно смело назвать универсальными.

Изготавливают диаметром: 2, 2.5, 3, 4, 5.

Технические характеристики ОК 46.00.

Покрытие: рутил-целлюлозное;

Стержень электрода: стальная сварочная проволока Св08 (Св08А);

Производительность при наплавке (диаметр 4. 0): 1.4 кг/ч;

Расход электродов на 1 кг наплавленного металла: 1.7 кг;

Наплавочный коэффициент: 8.5 г/А·ч;

Ток: постоянный и переменный любой полярности;

Напряжение холостого хода: 50 В;

Режим прокалки: 70-90°С, 1 час.

Таблица 1.

Технические характеристики сварочных электродов ОК 46.00.

ОК 46 малочувствительны к плохо зачищенной поверхности металла от ржавчины, к воде, окисленным поверхностям и другим загрязнениям, что говорит о их технологичности. ОК 46.00 можно использовать при сварке гальванических поверхностей, т.е. с оцинкованным покрытием. Также к плюсу этих электродов можно отнести легкость поджигов первой и последующих дуг, а значит сварку можно производить как на коротких расстояниях (прихватками), так и на длинных.

Шов ОК 46.00.

Отличительной чертой ОК 46.00 являются его швы. По поверхности металла формируется гладких шов с плавным переходом к свариваемым деталям. Можно сказать, что они имеют хороший товарный вид и отличную визитную карточку.

Читайте также:

Самые распространенные электроды в строительстве. Электроды тип э 42 46 50.;

Сварочные электроды ЦЛ-11 технические характеристики.;

Электроды УОНИ-13/55 технические характеристики.

Сварочные электроды АНО-4 технические характеристики.

Механические характеристики свойств металла шва ОК 46. 00.

Предел текучести: 400 МПа;

Временное сопротивление электродов: 515 МПа;

Относительное удлинение: 25 %;

Ударная вязкость: 140 Дж/см².

Таблица 2.

Массовая доля химических элементов в сварочном шве.

Сварка электродами ОК 46.

Сварка электроды ОК 46 может производиться на относительно низких пороговых значениях минимального тока. Это говорит о том, что в отличии от других марок электродов, при низких значениях тока, дуга неизменно, стабильно горит. Благодаря малым напряжениям на холостом ходе стало возможно проводить сварочные работы в повседневном быту от домашних источников питания.

Экономическая составляющая при работе данными электродами не высока.

Электроды ОК

46.00 технические характеристики.

Из-за низкого тепловложения возможна сварка металла с широкими зазорами между ними.

Также к достоинствам можно отнести относительно низкие температуры в области сварки, что не допускает перегрева, образование горячих трещин и разбрызгивания.

Аналоги: АНО 4, АНО 6, АНО 29М, АНО 23, ОЗС 6, ОЗС 12, МР 3.

Сварочные электроды ОК 46.00 используют по всему и во всех отраслях, благодаря своим качествам и быстротой проведения свариваемых работ. Их швы обладают высокой герметичностью и хорошей стойкостью к агрессивным средам.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:

Паровой воздухоподогреватель. Воздухоподогреватель принцип работы.

Какие электроды выбрать? Электроды сварочные ОК-46: характеристики и применение

В магазине представлены разнообразные электроды, подходящие для дуговой сварки. Некоторые из моделей можно использовать для наплавки металла. К основным параметрам электродов относятся максимальное отклонение напряжения, временная стойкость и диаметр.

Также электроды отличаются расходом металла шва. Продаются модели на рынке упаковками по 20-50 штук. В среднем они стоят от 500 рублей.

Как выбрать электроды?

Для работы с трубопроводом целесообразнее выбирать электроды с малым параметром номинального напряжения. Многие модели выпускаются с целлюлозным покрытием. Для наплавки поверхностных слоев они подходят идеально. Также важно отметить, что параметр временной стойкости для них не должен быть более 300 МПа. Для выбора электродов для работы с углеродистой сталью необходимо присмотреться к моделям с рутиловым покрытием. Отклонение номинального напряжения должно быть около 6 В. В среднем параметр временной стойкости должен составлять 350 МПа. Хорошие электроды в наше время будут стоить 600 рублей.

Модель ОК-46 2 мм

Для работы с углеродистой сталью используется ОК-46 (электроды). Характеристика у них неплохая. В частности, параметр временной стойкости составляет 400 МПа. В этом случае трещины на швах можно легко зачистить. Для работы с переменным током они подходят.

Покрытие изготовлено из целлюлозы. Данная модель не подходит для работы на трубопроводе. Пороговое напряжение для прямой полярности не более 75 В. Электроды не боятся большого перегрева. Вы можете найти их в упаковках по 20 и 30 штук. Стоят они в среднем 500 рублей. Получен сертификат ОК-46 Национальной Академии Контроля и Сварки.

Модель ОК-46 2,5 мм

Для наплавки металла используются ОК-46 (электроды). Характеристика их аналогична предыдущей модели. В этом случае покрытие предусмотрено из целлюлозы. Пороговое напряжение для прямой полярности не более 55 В. Параметр временного сопротивления находится на уровне 40 МПа. Если верить отзывам покупателей, то модель хорошо подходит для работы с углеродистой и нержавеющей сталью.

Небольшой расход металла шва. Для сварки постоянным током модель не подходит. Также важно отметить, что электроды ОК-46 отличаются небольшим отклонением номинального напряжения. Если верить владельцам, то чувствительность к ржавчине умеренная. Минимально допустимый угол наклона электрода 36 градусов. К загрязнениям марка достаточно чувствительна. Купить электроды (сварочные) ОК-46 пользователь может только упаковками по 50 штук. Стоят они на рынке в районе 750 рублей.

Характеристики ОК-46 3 мм

Эти электроды ОК-46 (ГОСТ 9466-75) недороги и имеют повышенную вязкость. Во многом это стало возможным благодаря нанесению рутилового покрытия. Относительное удлинение марки находится на уровне 20%. Временное сопротивление не более 45 МПа. Если верить отзывам покупателей, то модель подходит для работы на конвейере. С металлическими конструкциями различной формы также редко возникают проблемы. Эта марка продается упаковками по 15 и 40 штук. Цена на такие изделия колеблется в районе 600 рублей.

Применение электродов ОК-46 4 мм

Электроды ОК-46 отзывы в основном положительные. В первую очередь их отличает качественное покрытие. Для работы на трубопроводах клеймо используется довольно часто. Непосредственно параметр временной стойкости составляет не более 55 МПа. Значительный диаметр электродов позволяет выполнять сложные работы с наплавкой металла. Чувствительность к краям модели низкая.

Если верить владельцам, то расход металла шва в пределах нормы. Однако недостатки все же есть. В первую очередь сварщики жалуются на чувствительность к ржавчине. Перед использованием электродов рабочая поверхность должна быть очищена в течение длительного времени. При переменном напряжении модель использовать нельзя. Минимально допустимый угол наклона электрода 35 градусов. Ударная вязкость представленной марки находится на уровне 77 Дж. Купить электроды ОК-46 пользователь может по цене от 650 рублей.

Модель ОК-46 5 мм

Представленные электроды ОК-46 продаются с целлюлозным покрытием. По словам владельцев, модель хорошо подходит для наплавки металла. Пороговое напряжение для обратной полярности не превышает 12 В. Для сварки короткой дугой марку использовать нельзя. Максимально допустимый угол наклона 75 градусов. Параметр временного сопротивления лежит в районе 300 МПа. Прямое покрытие предусмотрено для небольшой толщины. Однако расход у этой модели не очень высокий. Купить электроды ОК-46 у пользователя есть возможность по цене 650 рублей.

Модель Abicor Binzel

Эти электроды для напыления металлов очень популярны. В первую очередь важно отметить, что они идеально подходят для дуговой сварки. Чувствительность к ржавчине у них низкая. Показатель временного сопротивления не превышает 33 МПа. При этом минимально допустимый угол наклона составляет около 35 гарусов.

Если говорить о минусах, то сварщики отмечают большой расход металла шва. Для накладного шва марка не подходит. Пороговое напряжение обратной полярности не превышает 9 В.V. Коэффициент наплавки таких изделий не более 8 г. Купить электроды в магазине можно за 570 руб.

Аскайнак характеристики

Эти электроды отличаются малой чувствительностью к любым загрязнениям. Таким образом, рабочую поверхность нельзя сильно подготавливать. Для дуговой сварки марка подходит. Покрытие в данном случае выполнено из целлюлозы. Параметр временного сопротивления колеблется в районе 340 МПа. По словам сварщиков, шов получается аккуратным. Относительное удлинение этой марки колеблется в районе 25%. Однако важно отметить, что он боится вытекания шлака. Также эти электроды имеют проблемы с разбрызгиванием металла. Для углеродистой стали марка не подходит однозначно. В магазине его можно купить по цене 800 рублей.

Применение электродов Linkoln

Эти электроды подходят для работы с кромками, а также трубопроводом. Также их часто используют для сварки металлоконструкций. Пороговое напряжение метки с обратной полярностью находится на уровне 22 В. Временное сопротивление электродов не превышает 360 МПа. При этом минимально допустимый угол наклона составляет 23 градуса. Для сварки металлов марка используется часто. Шов в этом случае получается достаточно аккуратным.

Если верить отзывам сварщиков, то расход электродов довольно значительный. Чувствительность к ржавчине у марки низкая. Представленная модель не боится шлака. Пользователь может купить электроды по цене 760 рублей.

Модель Lincoln Electric

Эти электроды довольно распространены. При этом ударная вязкость находится на уровне 22 Дж. Грязь не очень чувствительна к загрязнениям. Однако покупатели отмечают, что для получения ровного шва рабочую поверхность следует тщательно зачистить. Данная модель не подходит для работы на трубопроводе. Во многом это связано с малым допустимым углом наклона.

Параметр временного сопротивления электрода 300 МПа. Коэффициент всплытия, в свою очередь, не превышает 9 г. Если верить сварщикам, то с углеродистой сталью можно безопасно работать. Пороговое напряжение для прямой полярности находится на уровне 12 В. Купить электроды можно за 570 руб.

Электроды сравнения влияют на электрохимические измерения Gamry Instruments

Введение

В настоящих рекомендациях по применению предполагается, что вы имеете общее представление о работе потенциостата. Если вы не очень хорошо разбираетесь в электрохимическом оборудовании, перед тем как продолжить, прочтите книгу Gamry’s Potentiostat Fundamentals. Опытные пользователи потенциостатов могут пропустить введение и продолжить чтение.

Вполне естественно, что электрохимики концентрируются на рабочем электроде. Ведь именно реакции на рабочем электроде изучают. Тем не менее, электрод сравнения не следует игнорировать. Его характеристики могут сильно влиять на электрохимические измерения. В некоторых случаях внешне «хороший» электрод сравнения может привести к полному отказу системы.

Для надежной работы электрода сравнения вы должны назначить «Лабораторного мастера» и обращаться с ним очень, очень осторожно, чтобы он мог служить эталоном для других ваших электродов сравнения. Никогда не используйте Lab Master в реальном эксперименте. Единственная цель лаборанта — служить для проверки других электродов сравнения. Если вы подозреваете, что электрод сравнения неисправен, вы можете проверить потенциал по сравнению с лабораторным мастером. Вы можете сделать это с помощью вольтметра или потенциостата Gamry, запустив и разомкнув потенциал. Если разность потенциалов меньше 2-3 мВ, то все в порядке. Если оно выше 5 мВ, его необходимо обновить или выбросить.

Идеальный электрод сравнения

Все согласны с тем, что идеальный электрод сравнения имеет стабильный, четко определенный электрохимический потенциал. Обычные электроды сравнения (SCE, Ag/AgCl, Cu/CuSO ₄ ) соответствуют этому критерию, если они функционируют должным образом. Многие рабочие не осознают, как часто электроды сравнения выходят из строя, вызывая резкие изменения их потенциала. Многие жалобы на неисправности потенциостата оказываются неисправностями электрода сравнения.

Идеальный электрод сравнения также должен иметь нулевой импеданс. Как обсуждается ниже, импеданс электрода сравнения может сильно влиять на работу потенциостата.

Полное сопротивление лабораторных электродов сравнения

Полное сопротивление стандартного лабораторного электрода сравнения обычно определяется сопротивлением его изолирующего перехода. Этот переход отделяет раствор внутреннего заполнения электрода сравнения от тестового электролита. Использовались различные типы соединений, в том числе керамические фритты, необожженные пористые стеклянные фритты. и асбестовые нити. Медленный поток заполняющего раствора через это соединение необходим для правильной работы электрода. Этот поток может иметь нежелательный эффект изменения состава тестового раствора, поэтому скорость потока поддерживается на минимальном уровне.

К сожалению, более медленные потоки требуют более ограниченного пути потока, а ограничения повышают сопротивление электролита на пути. Существует фундаментальный компромисс между импедансом электрода и скоростью утечки. SCE с пористой стеклянной фриттой (например, Gamry Instruments P/N 930-03) обычно имеет импеданс около 1 кОм. Керамические соединения могут иметь более низкий импеданс, чем это, в то время как соединения с асбестовой резьбой имеют гораздо более высокий импеданс. Мы подготовили примечания по применению, в которых описывается проверка импеданса вашего эталонного электрода.

Соединения электрода сравнения могут засоряться, часто не вызывая значительного смещения потенциала постоянного тока эталона. Адсорбция органических материалов или осаждение нерастворимых солей в соединении могут вызвать засорение. Сопротивление забитого перехода может превышать 1 МОм.

Электрод сравнения с двойным спаем используется для сведения к минимуму загрязнения тестируемого электролита заполняющим раствором. Двойной переход часто требуется, когда возникает проблема загрязнения ионами хлорида. Электроды сравнения часто заполняются насыщенным раствором хорошо растворимого KCl. Даже небольшой поток через соединение может привести к значительной концентрации хлоридов в тестовом растворе. Ссылка на двойное соединение имеет два соединения. Первый отделяет электрод сравнения от промежуточного раствора. Этот раствор затем изолируется от тестового раствора вторым соединением. Промежуточный раствор обычно не обладает такой проводимостью, как KCl в соединении электрода сравнения, поэтому полное сопротивление эталонного электрода с двойным соединением обычно более чем в два раза больше, чем у электрода с одним соединением.

Электрохимики часто используют капилляр Луггина для контроля положения электрода сравнения относительно рабочего электрода. Капилляр Луггина заполнен электролитом и используется для позиционирования точки считывания электрода сравнения в желаемой точке в ячейке. Капилляр Луггина в лабораторной ячейке изготавливается из стекла или пластика. Лаггин удерживает электрод сравнения, как показано на рис. 1. Конец капилляра Лаггина рядом с рабочим электродом открыт для исследуемого раствора. Электрод сравнения измеряет потенциал раствора на этом открытом наконечнике.

Рис. 1. Капилляр Луггина.

Обратите внимание, что наконечник Лаггина значительно меньше самого электрода сравнения. Капилляр Луггина позволяет определять потенциал раствора вблизи рабочего электрода без неблагоприятных эффектов, возникающих, когда большой электрод сравнения расположен рядом с рабочим электродом. Сопротивление этого электролита добавляется к полному сопротивлению электрода сравнения. Более короткие капилляры Луггина большего диаметра имеют более низкий импеданс, чем более длинные капилляры с узким просветом.

Химики-коррозионисты часто используют электроды псевдоэталона при испытаниях на электрохимическую коррозию. Псевдоэталон представляет собой второй кусок материала рабочего электрода, погруженный в тот же раствор. Если и рабочий электрод, и псевдоэталон корродируют одинаково, то они должны иметь одинаковые потенциалы. В большинстве случаев импеданс псевдоэлектрода сравнения меньше, чем у стандартных электродов сравнения.

Пузырьки и сопротивление электрода сравнения

Электрод сравнения с пузырьком газа, перекрывающим путь электролита, имеет очень высокое сопротивление. Пузырь может быть получен путем электролиза, из деаэрационного газа, дегазации нагретого электролита или из захваченного воздуха. Вы должны всегда проверять, что ваша электрохимическая установка имеет непрерывный путь электролита от рабочего электрода к чувствительному элементу внутри электрода сравнения.

Будьте особенно осторожны, если электрод сравнения имеет плоскую изоляционную фритту. Если эта плоская поверхность горизонтальна внутри клетки, она может легко уловить газовый пузырек. Угол 45 градусов на этой поверхности позволяет естественной конвекции удалять любые пузырьки, которые пытаются прилипнуть к этой поверхности.

Капилляры Луггина также печально известны проблемами с захватом пузырьков.

Импеданс электрода сравнения и ошибки постоянного тока

Электроды сравнения с высоким импедансом могут вызывать ошибки постоянного тока. При постоянном токе входной ток электрометра большинства современных потенциостатов составляет менее 50 пА. Закон Ома гласит, что электрод сравнения с сопротивлением 20 кОм вызывает погрешность измерения постоянного напряжения менее одного микровольта. Потенциалы электрода сравнения обычно воспроизводятся с точностью до одного милливольта, поэтому ошибка в один микровольт несущественна. Импеданс электрода сравнения должен стать достаточно высоким, прежде чем ошибки по постоянному току станут значительными.

Импеданс электрода сравнения и ошибки переменного тока

Ситуация с сигналами переменного тока совершенно иная. Типичный эталонный вход имеет емкость 5 пФ. Электрод сравнения 20 кОм, подключенный к этому входу, образует RC-фильтр нижних частот, рис. 2, в котором низкочастотные сигналы, поступающие на фильтр, без изменений передаются на выход. Более высокие частоты отфильтровываются. Эта установка образует RC-фильтр нижних частот с постоянной времени 100 нс. Этот фильтр сильно ослабляет синусоидальные волны с частотами выше 1,5 МГц. Это также вызовет фазовый сдвиг, близкий к 4° на частоте 100 кГц.

Рис. 2. Фильтр нижних частот RC.

Эффекты ухудшаются по мере увеличения импеданса электрода сравнения. Mansfeld, Lin, Chen и Shih (1) показали, что фазовые данные EIS могут быть сильно искажены из-за этого эффекта. Они рекомендуют использовать электрод сравнения в сочетании с платиновым проводом с емкостной связью, чтобы свести к минимуму эти ошибки. См. ниже дальнейшее обсуждение этой комбинации

Емкостные элементы и потенциостатическая стабильность

Электроды сравнения с высоким импедансом также ухудшают стабильность потенциостата.

Все потенциостаты могут стать нестабильными при подключении к емкостным элементам. Емкостная ячейка добавляет фазовый сдвиг к уже сдвинутому по фазе сигналу обратной связи потенциостата. Дополнительный фазовый сдвиг может преобразовать усилитель мощности потенциостата в генератор мощности. Потенциостат представляет собой специализированную сервосистему, и механизм отрицательной обратной связи регулирует выход системы до тех пор, пока измеренная величина не станет равной желаемой настройке. Термин «отрицательная обратная связь» используется потому, что положительное возмущение измеряемой величины вызывает изменения в выходном сигнале системы, приводящие к отрицательной величине измеряемой величины.

Если знак обратной связи когда-либо становится положительным, возмущения измеряемой величины увеличиваются, а не минимизируются. Положительная обратная связь может вызвать сильные повторяющиеся колебания в системе, известные как колебания. Часто колебание колеблется между самыми положительными и самыми отрицательными выходными сигналами системы. В большинстве случаев среднее значение этих широких колебаний не совпадает со значением постоянного тока, которое система имела бы без этих колебаний. Фазовые сдвиги в сигнале обратной связи могут вызвать изменение знака обратной связи. Фаза отрицательной обратной связи, сдвинутая на 180°, становится положительной обратной связью. К сожалению, почти все гальванические элементы являются емкостными на высокой частоте.

Колебания потенциостата — явление переменного тока. Однако это может повлиять на измерения как переменного, так и постоянного тока. Осцилляции часто вызывают чрезмерный шум или резкие сдвиги постоянного тока, наблюдаемые на графическом выходе системы. Потенциостат часто стабилен в менее чувствительных диапазонах тока и нестабилен в более чувствительных диапазонах тока. Этот эффект вызывается фазовыми сдвигами напряжения на ячейке, вызванными схемой измерения тока. Эти фазовые сдвиги увеличиваются по мере увеличения чувствительности по току.

Модель Reference 600+ была проверена на стабильность с конденсаторами ячеек от 10 пФ до 0,1 Ф. При всех настройках скорости управляющего усилителя, кроме самого быстрого, он стабилен на любом конденсаторе в этом диапазоне — до тех пор, пока импеданс в опорном — отвод электрода не превышает 20 кОм. При импедансе электрода сравнения более 20 кОм Reference 600+ может колебаться. RC-фильтр, образованный сопротивлением электрода сравнения и входной емкостью опорного вывода, отфильтровывает высокочастотную обратную связь, необходимую для стабильности потенциостата.

Более длинные кабели ячейки усугубляют проблему, увеличивая эффективную входную емкость эталонного терминала.

Большинство сигналов, применяемых к ячейке, являются цифровыми аппроксимациями линейного сигнала. В этой волновой форме есть ступеньки. Даже когда система стабильна (не колеблется), она может давать звон всякий раз, когда к ячейке прикладывается скачок напряжения. Хотя этот звон не является проблемой при медленных измерениях постоянного тока, он может мешать более быстрым измерениям. Шаги, предпринятые для устранения колебаний потенциостата, также помогают свести к минимуму звон.

Повышение стабильности потенциостата

Существует ряд вещей, которые вы можете сделать, чтобы улучшить нестабильную или предельно стабильную систему потенциостат/ячейка/электрод сравнения. Этот список не в каком-либо определенном порядке. Любой или все эти шаги могут помочь.

Уменьшите импеданс электрода сравнения

Убедитесь, что соединение электрода сравнения не засорено. Избегайте электродов сравнения из асбестового волокна и электродов с двойным спаем. Избегайте капилляров Лаггина малого диаметра. Если у вас есть капилляр Луггина, убедитесь, что содержимое капилляров является максимально проводящим.

Замедление управляющего усилителя потенциостата

Gamry Instruments Reference 600+ имеет пять настроек скорости управляющего усилителя, которые можно выбрать в программном обеспечении. Более медленные настройки обычно более стабильны. Простые изменения программного обеспечения позволяют пользователю управлять этими настройками. Эти изменения описаны в примечаниях по применению изменения настроек скорости потенциостата.

Увеличьте настройку стабильности I/E потенциостата

Gamry Reference 600+ включает три конденсатора, которые можно подключить параллельно резисторам преобразователя I/E. Эти конденсаторы подключены к реле, которые управляются программным обеспечением. Включение этих конденсаторов повышает стабильность системы за счет сведения к минимуму фазовых сдвигов, вызванных схемой измерения тока.

Добавьте низкоимпедансный опорный элемент с емкостной связью параллельно существующему электроду сравнения

Быстродействующий комбинированный электрод сравнения представляет собой платиновую проволоку и изолированный переход SCE. См. рис. 3. Конденсатор гарантирует, что потенциал постоянного тока исходит от SCE, а потенциал переменного тока — от платиновой проволоки. Значение конденсатора обычно определяется методом проб и ошибок.

Рис. 3. Быстродействующий комбинированный электрод сравнения .

Обеспечьте высокочастотный шунт вокруг ячейки

Небольшой конденсатор между проводами счетчика и эталонной ячейки позволяет высокочастотной обратной связи обходить ячейку. См. рис. 4. Значение конденсатора обычно определяется методом проб и ошибок. Один нанофарад — хорошая отправная точка.

В определенном смысле это еще одна форма электрода сравнения с низким импедансом, связанного по переменному току. Противоэлектрод представляет собой электрод с низким импедансом, что устраняет необходимость в дополнительном электроде в растворе.