| Vissza a kezdőlapra | ||
|
||
Elektrokémiai fémleválasztás
(választható tárgy, ELTE)
A kurzus a 2011-2012. tanévtől kerül meghirdetésre. A végleges tematika kialakítása során igyekezni fogok figyelembe venni a résztvevők érdeklődését és felkészültségét is. A speci anyaga várhatóan az alábbi területeket öleli majd fel:
- Az elektrokémia alapvető fogalmai. Történelmi terminológia: túlfeszültség stb. Elektródok osztályozása különféle szempontok szerint.
- Statikus és dinamikus módszerek, állandósult állapot és egyensúly. Inert, ideálisan polarizálható és reaktív elektródok. Az egyes elektródok alkalmazási tartománya. Felületi és tömbfázissal kapcsolatos folyamatok. Előleválás és tömbi leválás. Az elektródok méretének hatása az észlelt áram-potenciál görbékre. A szabályozott elektromos paraméter a leválasztás során. Cellák, elektródgeometriák, ohmikus kompenzáció lehetőségei.
- Az elektrokémiai stablitási diagramok és használatuk. A víz stabilitása: kinetika és termodinamika.
- A fémoldódás és fémleválasztás leírásának legalapvetőbb esetei. Csereáram meghatározása. A polarográfia alapjai. Az amalgám formájában és önálló szilárd fázisban történő leválás közötti különbségek. Az elektrolit vezetésének szerepe.
- Összetett leválási és oldódási mechanizmusok, a diffúzió és az abszorpció szerepe.
- Összetett mechanizmusok kutatásának eszközei: forgó korongelektród, forgó gyűrűs korongelektród, impedancia módszer. Tűszondás módszerek. A leválasztott fémek vizsgálata: röntgendiffrakció, pásztázó elektronmikroszkópia, transzmissziós elektronmikroszkópia. Az in situ vizsgálatok lehetősége, kvarckristály-mikromérleg.
- Néhány alapvető fémoldódási és fémleválási mechanizmus: Cu oldódása és leválása szulfátos és kloridos közegben, vas oldódása, nikkel leválasztása, króm leválasztása kromátoldatból, cink leválasztása. A mikroelektronikai iparban alkalmazott legyakoribb leválasztási folyamatok.
- A pH szerepe a leválasztásokban. Mellékreakciók. Oszcilláció elektrokémiai leválasztás során.
- A fémoldódás és fémleválás mikroszkopikus vonatkozásai. Leválasztás a kinetikai és diffúziós rezsimben. Kristálylapok eltérő viselkedése, dendrites növekedés. A felület durvaságának változása a leválasztás során. Skálaanalízis.
- A hordozó szerepe. Nukleáció típusai, Scharifker-Hills analízis. Textúra. Hordozómentes leválasztás.
- Az oldat komponenseinek (adszorbensek, felületaktív anyagok) hatása és a komplexképzők szerepe a leválás folyamatában. A keletkező fém kristályainak méretét befolyásoló tényezők és a feltételezett hatásmechanizmusok. A hordozó alakjának változása leválasztás során, alaksimító leválás.
- Ötvözetek képződése elektrokémiai leválasztás során. Indukált és anomális együttleválás. Az egyensúlyi fázisdiagramok és a leváló rétegek szerkezetének kapcsolata.
- Árammentes leválasztási módszerek és kapcsolatuk az elektrokémiával. Tipikus példák: réz és ezüst leválasztása kémiai redukciós fürdőkből. Ötvözetek leválasztása kémiai redukcióval.
- Impulzus-módszerek tömbi anyagok és modulált összetételű fémek leválasztásában. Az óriás mágneses ellenállás és a 2007. évi fizikai Nobel-díj.
- Leválasztás nemvizes közegekből. Szolvatáció szerves oldószerek jelenlétében. Ionos olvadékok. Néhány ritka fém leválasztásának lehetősége.
- Az oldószer, az oldott anyag és a katód kölcsönhatása. Interkaláció, vegyületképződés a katód anyagának felhasználásával.
- Oxidok, kalkogeniek, félvezetők és szigetelők képződése elektrokémiai, valamint elekrokémiai mechanizmusú árammentes leválasztási folyamatok során.
- Az elektrokémiai leválasztás néhány különleges vonatkozása: nanostruktúrák leválasztása. Multirétegek, nanohuzalok, nanogranuláris anyagok leválasztása és ezek néhány különleges tulajdonsága.
- Galvántechnikai alapok. Geometriai megfontolások, mintaelőkészítés, fürdőellenőrzési módszerek, szóróképessg stb.
- Forrásmunkák