РОЗДІЛ 2
МЕТОДИ ТА МЕТОДИКИ ДОСЛІДЖЕНЬ
В цьому розділі визначені основні експерементальні методики та методи аналізів
зразків, що використовувались для вирішення завдань, поставлених у
дисертаційній роботі. Деякі методики проведення досліджень, а саме- ізотермічні
вимірювання для побудови політерми розчинності, вивчення фазових рівноваг в
системі NaPF6-ПК -доцільно, на нашу думку, описати у відповідному розділі
експериментальної частини.
Функціональний аналіз фторофосфатів
Визначення складу фториду, фосфату, гексафторофосфату, вмісту монофосфату,
дифторофосфату, фториду водню, загального вмісту фосфору у зразках проводили
згідно з методиками [35,55].
Рентгенографія і ЯМР- спектроскопія
Рентгеноструктурні дослідження проводили на дифрактометрі ДРОН-4.0 зі
спеціальним сцинтиляційним лічильником реєстрації г- квантів в Со – випромінені
(лСо = 1,785 кх) згідно з методикою [134].
Спектри ЯМР 19F і 31P записували на приладі “Bruker DPX-200” з робочою частотою
188,3 гц. Хімічні зсуви вимірювали відносно зовнішніх еталонів CCl3F для ядер
фтору і 85%-ої H3PO4 для ядер фосфору з точністю до 0.5м.д. Відносний склад
компонентів системи визначали вимірюванням інтегральної інтенсивності сигналів
з точністю до 2% (відносних). Безпосередньо перед записом спектрів зразки
розчиняли у буфері - розчині, що являє собою 1М Na2В4О7. Всі
ЯМР-спектроскопічні вимірювання виконувались при 250С.
Визначення вологи зразків проводили згідно з методикою [136], використовуючи
свіжоприготовлений реактив Фішера ТУ6–09–1487-76.
Для зневоднення пропіленкарбонату (марки “ч”) використовували цеоліти марки
NаА, а визначення залишкової вологи проводили згідно з методикою [136].
Вимірювання рН водних витяжок солі проводили з використанням рН-метра 673М.
Методи розрахунків
Розрахунок теплот за рівнянням Шредера проводили методом математичної
статистики згідно з [137] за спеціальною програмою “STAT”. Просторова структура
молекул гексафторофосфату натрію з молекулами пропіленкарбонату виконані
методом ab initio в приближенні Hartree – Fock - Roothaan з використанням
пакету програм ”Gaussian - 98“ і ”Gaussian - 2003“ [138]. Таким же чином були
розраховані термодинамічні параметри взаємодії NaPF6 з молекулами ПК.
Методики виготовлення пристроїв та визначення їх електрохімічних характеристик
У наших експериментах були використані виробничі зразки подвійношарових
конденсаторів ґудзикової конструкції типорозміру R2325 (діаметр виробу 23мм,
висота 2.5мм).
2.4.1 Методики виготовлення та зарядження пристроїв
Збирали конструкцію виробу з двох круглих плоских електродів певного діаметра,
виготовлених вирізуванням з активованої вугільної тканини питомою поверхнею
біля 2000м2/г (з допомогою спеціальних просічок). Перед виготовленням
електродів активовану вугільну тканину прокалювали у муфелі при температурі
біля 5000С. Сепаратор, що слугує ізолятором для електродів та забезпечує
електропровідність електроліту всієї системи подвійношарового конденсатора,
виготовляли з нетканого поліпропілену аналогічним способом – просічками
більшого діаметру. Перший електрод розміщували в металевому корпусі з листової
нержавіючої сталі Х18Н10Т, куди попередньо встановлювали ізолююче (для
запобігання закорочування корпусу та кришки під час герметизації)
поліпропіленове кільце по периметру корпусу. На електрод встановлювали
сепаратор і знову електрод – другий. Зібраний пакет
електрод-електроліт-електрод просочували певним електролітом (дозуючи визначену
дослідним шляхом оптимальну його кількість), а поверх корпусу встановлювали
металеву кришку з аналогічного матеріалу. Ізольовані між собою металеві корпус
і кришка ПШК (після герметизації) слугуватимуть струмовідводами. Всі операції
“зборки” проводилися в сухому боксі з інертною атмосферою. На Рис.2.1 зображена
ґудзикова конструкція подвійношарового конденсатора типорозміру R2325.
Рис.2.1 Конструкція ґудзикового ПШК типорозміру R2325
Для герметизації зібраного в металевому корпусі з кришкою виробу від впливу
зовнішнього навколишнього середовища проводили його “закатку.” У спеціальному
пристрої ( рис.2.2) забезпечується загинання країв корпусу, через
поліпропіленове ізолююче кільце, на кришку виробу механічним зтискуванням з
використанням гідравлічної системи (вручну або автоматично). Для цього зібраний
подвійношаровий конденсатор розміщують у гніздо станини-А і, спочатку проводять
“підзакатку” країв корпусу на ~50°. Ця операція проводиться за допомогою
пуансону-Б, який встановлюють на кришку зібраного виробу, створюючи певне
зусилля стискування гідравлічним пресом. Остаточну “закатку” проводять за
допомогою пуансону-В, яким замінюють пуансон-Б, загинаючи краї корпусу на ~90°,
аналогічним способом. При цьому зусилля стискування повинно бути таким, щоб,
по-перше, забезпечити герметичність виробу, а по-друге, уникнути перетискання
поліпропіленового ізолюючого кільця загнутими краями кришки. Після герметизації
вироби перевіряють на відсутність короткого замикання між корпусом і кришкою
ПШК та інших дефектів “закатки” візуально. Лише ретельно перевірені вироби
придатні для подальшого випробування.
Рис.2.2 Пристрій для герметизації (“закатки”) ґудзикового ПШК типорозміру
R2325
Для визначення основних експлуатаційних характеристик подвійно-шарових
конденсаторів (ємність, максимальна робоча напруга, струм витоку, струм
короткого замикання, внутрішній опір) знімали зарядно-розрядні криві (заряджали
певним струмом від зовнішнього джерела постійного струму, розряджали на певне
навантаження). Заряджання (ро