Рабочая программа по дисциплине сд. 03 «Основы электрохимической технологии» подготовка по направлению 240100. 62 «Химическая технология и биотехнология»




Скачать 364.93 Kb.
НазваниеРабочая программа по дисциплине сд. 03 «Основы электрохимической технологии» подготовка по направлению 240100. 62 «Химическая технология и биотехнология»
страница1/3
Дата15.10.2012
Размер364.93 Kb.
ТипРабочая программа
  1   2   3
Энгельсский технологический институт (филиал)

Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»


Кафедра «Технология электрохимических производств»


Рабочая программа

по дисциплине СД. 03 «Основы электрохимической технологии» подготовка по направлению 240100.62 «Химическая технология и биотехнология»



Курс 4

Семестр 7,8

Лекции 68

Лабораторные занятия 17

Практические занятия 17

Самостоятельная работа 102

Всего аудиторных 102

Всего 204

Курсовая работа нет

Курсовой проект 8 сем

Расчетно-графическая работа нет

Контрольная работа нет

Экзамен 8

Зачет 7




Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры ТЭП

«30» авгутса 2011 г., протокол № 1

Зав. кафедрой, профессор ______________Н.Д. Соловьева


Рабочая программа утверждена на заседании УМКС

«18» октября 2011 г., протокол № 2

Председатель УМКС, профессор _______ Н.Д. Соловьева


Рабочая программа утверждена на заседании УМКН

«____»___________ 2010 г., протокол №_____________

Председатель УМКН, профессор ________Т.П. Устинова


г. Энгельс 2011

  1. Цель и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе.

    1. 1.1 Учебная дисциплина «Основы электрохимической технологии» является специальной дисциплиной и обеспечивает теоретическую и практическую подготовку инженера по электротехническим производствам, что и является целью преподавания данной дисциплины.

    2. 1.2 Задачи изучения дисциплины.

Дать студентам наиболее полное представление об электрохимических технологиях, показать пути повышения качества выпускаемой продукции, основные направления малоотходной электрохимической технологии.

    1. 1.3 Перечень дисциплин, которые необходимы для освоения данной дисциплины: теоретическая электрохимия, ПАХТ, ОХТ, физическая химия, общая и неорганическая химия, физико – химические методы исследования поверхности металлов, физика, математика, система управления химико – технологическими процессами, метрология, стандартизация, сертификация, электротехника и электроника.

  1. Требования к знаниям и умениям по дисциплине.

Студент должен знать основные принципы разработки перспективных электрохимических технологий и уметь применить знания на практике.

  1. Распределение трудоемкости (час) дисциплины по темам и видам занятий.

    № мо-

    ду-

    ля



    не-

    де-

    ли



    те-

    мы


    Наименование темы


    часы

    Все-

    го

    Лек

    Л.з.

    Пр.з.

    СРС

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9


    1


    2


    3


    4


    5


    6




    1,2


    3-7


    8,9


    10


    11


    12


    13


    14


    15-17


    18-19

    20-22

    23-34




    1


    2


    3


    4


    4


    5


    6


    7


    8


    9


    10


    11

    Общие вопросы основ электрохимической

    технологии.

    Электроосаждение металлов.


    Свойства электрохимических осажденных металлических покрытий и способы их определения.

    Электроосаждение блестящих металлических покрытий.

    Хромирование стальных изделий.

    Модифицирование металлической поверхности путем осаждения комбинированных электрохимических покрытий (КЭП)

    Электрофоретическое нанесение покрытий.

    Химические и электрохимические процессы в производстве печатных плат.

    Электрохимическое производство химических продуктов.

    Гидроэлектрометаллургия.


    Электролиз расплавов.


    Химические источники тока.


    Итого


    8


    38


    16


    8


    9


    12


    6


    6


    16


    14


    12


    204


    4


    10


    4


    2


    2


    2


    2


    2


    6


    4


    6

    24


    68




    6


    2


    2


    3


    4


    17



    12


    5


    17


    4


    20


    10


    4


    4


    10


    4


    4


    10


    6


    6

    36

    20


    102

  2. Содержание лекционного курса.



те-

мы

Всего часов

№ лек-

ции

Темы лекции.

Вопросы, отрабатываемые на лекции

1

2

3

4



1


2


3


4


4


5


6


7


8


9


10


11




4


10


4


2


2


2


2


2


6


4


6


24


68



1-2


3-7


8,9


10


11


12


13


14


15-17


18,19


20-22


23-34


34

Общие вопросы основы электрохимической технологии.

Области (промышленные области) применения электрохимических технологий.

Классификация электрохимических аппаратов. Конструкции электродов электрохимических аппаратов, их назначения, требования предъявляемые к ним, классификация. Основные и побочные процессы, протекающие на электродах. Диафрагмы электрохимических аппаратов, классификация, назначение, характеристики. Характеристики и показатели электрохимических аппаратов. Баланс напряжения на электрохимическом аппарате, тепловой баланс, энергетический баланс.

Электроосаждение металлов.

Основные закономерности электроосаждения металлов. Анодные и катодные процессы. Распределение металла и тока по катодной поверхности.

Способы подготовки поверхности металлических изделий перед нанесением гальванических покрытий. Назначение и классификация способов.

Механические способы подготовки.

Химическая и электрохимическая подготовка.

Химическое обезжиривание (в органических растворителях, растворах щелочей, в технических моющих средствах, с применением ультразвука).

Электрохимическое обезжиривание – назначение катодного и анодного обезжиривания, составы растворов для электрохимического обезжиривания, режимы катодного и анодного обезжиривания.

Травление:

Химическое травление – назначение, процессы, протекающие на поверхности деталей при химическом травлении. Особенности травления черных и цветных металлов. Составы растворов и режимов процесса химического травления.

Электрохимическое травление – назначение, особенности электрохимического травления на аноде и катоде. Составы растворов и режимы электрохимического травления.

Активизация – назначение, место проведения операции; составы растворов для активации и режимы процесса.

Цинкование, кадмирование, оловянирование, свинцевание, никелирование, железнение.

Свойства и области применения.

Особенности процесса, сравнительная характеристика электролитов; кислые, щелочные, простые, комплексные электролиты. Составы электролитов, назначение компонентов электролитов, условия электролиза. Основные и побочные процессы, протекающие на электродах (катоде, аноде) при электроосаждении металлических покрытий.

Свойства электрохимически осажденных металлических покрытий и способы их определения.

Определение эксплуатационных характеристик (испытания покрытий на адгезийную прочность с основой; на износостойкость, на жаростойкость).

Определение механических свойств (определение твердости, испытания на растяжение, вязкость, разрушения (трещеностойкость) покрытий; конструктивная прочность; измерение внутренних напряжений).

Определение физических и химических характеристик (определение толщины покрытий; пористость покрытий и методы ее определения; испытание покрытий на коррозионную стойкость; электрические и магнитные свойства).

Определение технологических свойств (обрабатываемость гальванических покрытий; измерение шероховатости и блеска покрытий; паяемость).

Электроосаждение блестящих металлических покрытий.

Механизм формирования блестящих покрытий. Роль ПАВ, комплексообразующих добавок, режима электролиза на качество покрытия. Рассмотреть на примере никелирования, меднения, цинкования.

Электроосаждение из электролитов – коллоидов.

Хромирование стальных изделий.

Классификация хромовых покрытий по назначению, свойствам покрытий. Катодные и анодные процессы при хромировании. Электролиты хромирования. Пути интенсификации процесса хромирования. Разработка малоотходного технологического процесса. Электроосаждение хрома из электролитов на основе Cr (III).

Модифицирование металлической поверхности путем осаждения комбинированных электрохимических покрытий (КЭП).

Получение и свойства КЭП на основе никеля, меди, железа, хрома (цинк – алмаз, хром – алмаз, никель – Al2O3, никель – бор – алмаз и др.). Механизм получения КЭП. Факторы, влияющие на качество КЭП. Использование программируемого нестационарного электролиза при получении КЭП.

Электрофоретическое нанесение покрытий.

Электрофоретическое осаждение покрытий на катоде, на аноде. Влияние состава суспензии, режима процесса на качество осаждаемого покрытия. Основные показатели процесса электрофореза. Стабильность суспензий. Требования к подготовке поверхности перед нанесением полимерных покрытий. Примеры технологических процессов.

Химические и электрохимические процессы п производстве печатных плат.

Способы производства печатных плат.

Травление меди в производстве печатных плат. Нанесение фоторезистов. Химическое меднение диэлектриков. Палладиевая и беспалладиевая металлизация. Электрохимическое наращивание слоя меди. Электроосаждение сплава Sn – Pb, Sn – Bi.

Электрохимическое производство химических продуктов.

Теоретические основы процесса электролиза воды; электродные материалы; электродные плотности тока; состав раствора, температура, электролиз под давлением.

Технологическая схема производства; электрохимический метод производства тяжелой воды.

Электрохимическое производство хлора, щелочи и водорода.

Теоретические основы электролиза хлоридов. Электролиз с твердым катодом и фильтрующей диафрагмой; электролиз с ионообменной мембраной; электролиз с ртутным катодом.

Гидроэлектрометаллургия.

Общие сведения, подготовка электролита. Электрохимические способы извлечения металлов из растворов (электролиз с твердыми электродами и жидкими электродами – амальгамная металлургия). Электрохимические процессы в гидроэлектрометаллургии (электролиз в металлургии цинка, хрома, металлов группы железа). Перспективы развития гидроэлектрометаллургических процессов.

Электролиз расплавов.

Общие сведения; строение расплавленных солей, электропроводимость расплавленных солей, электродное равновесие в расплавах; влияние физико – химических свойств электролита на процесс электролиза.

Производство магния: получение исходных материалов; свойства электролитов, электролиз; выход по току и удельный расход энергии при электролизе расплавов, рафинирование первичного магния.

Химические источники тока.

Классификация ХИТ. Теоретические основы работы и конструкции основных ХИТ (марганцево – цинковые, ртутно – цинковые, никель – кадмиевые, никель – железные).

Основные характеристики ХИТ.

Схемы изготовления отдельных ХИТ.

Особенности изготовления, перспективы развития.

Итого




  1. Перечень практических занятий.




№ темы

Всего часов

№ занятия

Тема практического занятия

Вопросы, отрабатываемые на практическом занятии

1

2

3

4

1-7

4


13



1-2


3-8



Решение задач по теме «Гальванотехника» и «Химические источники тока»

Занятия, направленные на выполнение курсового проекта: выбор технологических параметров, общие технологические схемы и оборудования, определение фонда рабочего времени, определение времени обработки деталей, расчеты размеров стационарной и барабанной ванн, расчет требуемого количества стационарных и барабанных ванн, расчет напряжения на ванне, составление материального баланса для ванн, работающих с растворимыми и нерастворимыми анодами, расчет расхода воды на промывную операцию на ванну после нанесения покрытия

  1. Перечень лабораторных работ.




№ темы

Всего часов

№ работы

Наименование лабораторной работы. Вопросы, отрабатываемые на лабораторном занятии.

1

2

3

4

1-7


9

4


4

4


5


1.


2.

3.


4.


Определение рассеивающей способности гальванических ванн.

Определение выхода металла по току и энергии.

Электрохимическое полирование медных, латунных или стальных изделий.

Электрохимическое получение медного порошка.


Итого – 17 часов

  1. Задания для самостоятельной работы студентов.

№ темы

Всего часов

Вопросы для самостоятельного изучения

литература

1

2

3

4

1-3


4


4

5


6

7


8


8


9


10


11



5


20

10


10


12


60

Электролитические покрытия благородными металлами.

Нанесение гальванических покрытий на алюминиевые и цинковые сплавы.

Электролитическое получение гальванических копий.

Влияние структуры электролитических осадков на их физические и механические свойства.

Микролегированные хромовые покрытия.

Коррозионностойкие КЭП на основе никеля: триникель, «сил» - никель, «сатин» - никель. Структура КЭП.

Электрофоретическое нанесение красок и лаков.

Оксидирование алюминия применительно к производству печатных плат.

Электрохимический синтез неорганических веществ:

- гипохлорита натрия;

- хлоратов, перхлоратов, хлорной кислоты;

- пероксодвусерной кислоты и перекиси водорода;

- диоксида марганца;

- перманганата калия.

Электрохимический синтез органических веществ:

- адиподинитрила;

- себациновой кислоты;

- тетраэтилсвинца;

- гидрохинона.

Электрохимическое фторирование.

Гидроэлектрометаллургия:

- электролиз в металлургии марганца;

- электролиз в производстве свинца и олова;

- электролиз в металлургии благородных металлов.

Электролиз расплавов:

- производство алюминия (получение чистых исходных материалов; электролиз криолит – глиноземного расплава; рафинирование алюминия; электролиз хлорида алюминия)

- производство натрия;

- производство фтора.

Химические источники тока (ХИТ)

- резервные ХИТ (активируемые растворами кислот или щелочей, природной водой)

- тепловые батареи;

- первичные ХИТ с наводными электролитами (на основе неорганических, органических растворителей, с твердыми электролитами);

- герметичные свинцово – кислотные аккумуляторы.



[1-3] – осн. лит-ра


[1-8]

[1-3], [9] – допол. лит-ра


[1] – См. метод. указания к выполнению КР


[1, 10, 12] – См. метод. указания к выполнению КР

Итого – 102 часа


  1. Курсовой проект

Для выполнения курсового проекта используются разделы из методички: Соловьева Н.Д., Целуйкина Г.В Расчет автооператорной линии. Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектов по дисциплине «Современные направления в проектировании функциональной гальванотехники». – Саратов, СГТУ, 2006. 33 с.

Определение фонда рабочего времени

Расчет габаритов стационарной и барабанной гальванических ванн

Определение времени обработки деталей

Энергетические расчеты

Материальные расчеты. Составление материального баланса для электролизера с непроточным электролитом с растворимыми и нерастворимыми анодами


  1. Курсовая работа

Не предусмотрена учебным планом.


  1. Контрольная работа

Не предусмотрена учебным планом.


  1. Экзаменационные вопросы




  1. Определение прикладной электрохимии

  2. Современные направления прикладной электрохимии

  3. Электроды: требования, предъявляемые к ним; растворимые, нерастворимые электроды; катодные и анодные процессы в гальванотехнике и химических источников тока

  4. Классификация электрохимических аппаратов

  5. Диафрагмы: назначение, требования, предъявляемые к ним, классификация, характеристики

  6. Показатели электрохимических аппаратов

  7. Влияние состава электролита и режима электролиза на процесс электрокристаллизации металлов и сплавов

  8. Распределение металла и тока по поверхности катода

  9. ГОСТы по вопросам нанесения покрытий. Классификация покрытий, условные обозначения

  10. Способы подготовки поверхности изделий перед нанесением электрохимических покрытий

  11. Цинкование. Физико-химические свойства покрытий. Назначение и области применения. Классификация и сравнительная характеристика электролитов цинкования. Технологическая схема процесса цинкования. Пассивирование цинковых покрытий (фосфатирование, хроматирование, хромитирование)

  12. Кадмирование. Физико-химические свойства покрытий. Назначение и области применения. Классификация и сравнительная характеристика электролитов кадмирования. Технологическая схема процесса кадмирования. Пассивирование кадмиевых покрытий

  13. Никелирование. Двухслойное, трехслойное никелирование, КЭП на основе никеля. Черный никель. Современные направления разработки составов электролитов никелирования

  14. Железнение. Физико-химические свойства. Области применения. Сравнительная характеристика электролитов железнения. Особенности технологического процесса железнения.

  15. Оловянирование

  16. Свинцование

  17. Электролитическое осаждение благородных металлов. Общие вопросы

  18. Модифицирование металлической поверхности путем осаждения комбинированных электрохимических покрытий (КЭП). Композиционные покрытия. Преимущества электрохимического способа перед методом промывкой металлургии, получением материалов дисперсным отверждением и др. Суспензии, применяемые для электроосаждения КЭП. Свойства суспензий. Стадии процесса образования КЭП. Влияние условий электролиза на состав и качество КЭП: состав электролита, природа и размеры осаждаемых частиц, рН электролита, материал основы, плотность тока, температура, перемешивание. Структура и свойства КЭП. Примеры осаждения КЭП на основе меди, цинка, никеля.

  19. Электрофоретическое нанесение покрытий. Сущность электрофоретического осаждения покрытий. Осаждение покрытий на катоде, на аноде. Состав дисперсий. Режим процесса. Обеспечение стабильности дисперсий. Показатели, характеризующие электрофоретический процесс: выход по току, кроющая способность, равномерность покрытия по толщине. Основные технологические операции электрофоретического осаждения полимерных покрытий. Роль предварительной подготовки поверхности в процессе получения качественного покрытия.

  20. Химические и электрохимические процессы в производстве печатных плат. Назначение печатных плат, требования, химические и электрохимические процессы в производстве печатных плат. Способы изготовления печатных плат. Основные стадии элеткрохимического способа производства печатных плат. Нанесение фоторезистов в производстве печатных плат. Травление меди. Химическое меднение диэлектрика. Палладиевая металлизация. Состав электролита химического меднения. Технологическая схема химического меднения диэлектрика. Беспалладиевая металлизация пластмасс, технологическая схема процесса. Электроосаждение сплавов Sn – Pb, Sn – Bi в производстве печатных плат.

  21. Хромирование, назначение и применение хромовых покрытий. Виды хромовых покрытий, классификация по функциональному назначению. Катодные и анодные процессы при хромировании. Поляризационная кривая электровосстановления Cr (VI). Механизм хромирования по Варгамяну А.Т., Шлугеру М.А., по Ефимову Е.А. Электролиты хромирования: сульфатные, сульфатно-кремнефторидные, тетрахроматный, черного и цветного хромирования. Структура и свойства электролитических хромовых покрытий. Интенсификация процесса хромирования (перемешивания, использование нестационарного электролиза). Особенности технологического процесса хромирования. Электроосаждение хромового покрытия из электролитов на основе Cr (III).

  22. Электрохимический синтез неорганических и органических соединений. Электрохимический синтез хлора, щелочи, водорода разложением NaCl в электролизе с твердым катодом и фильтрующей диафрагмой; с твердым катодом и ионообменной мембраной; с ртутным катодом. Электрохимический синтез неорганических веществ (кислородсодержащих хлора, пероксодвусерной кислоты и перекиси водорода, перманганата калия, диоксида марганца). Электрохимический синтез органических веществ (адиподинитрила, себациновой кислоты, тетраэтилсвинца)

  23. Гидроэлектрометаллургия, теоретические основы гидроэлектрометаллургических процессов. Технологии гидроэлектрометаллургических процессов получения различных металлов (обжиг руд и концентратов, принципиальные схемы переработки руд, процессы выщелачивания, очистка растворов, электрохимические способы извлечения металлов из растворов – способы вытеснения и электролиза с твердым и ртутным катодами). Гидроэлектрометаллургическое получение цинка, марганца, хрома, технологическая схема процесса. Электролитическое получение порошка цинка, меди. Получение металлов электролизом в расплавленных средах, теоретические основы (строение расплавленных солей, электропроводимость расплавленных солей, влияние физико-химических свойств электролита на процесс электролиза); производство алюминия, теоретические основы процесса (получение и очистка глинозема и криолита, особенности процесса электролиза криолит-глиноземного расплава, рафинирование алюминия, электролиз хлорида алюминия). Производство магния и натрия.

  1   2   3

Похожие:

Рабочая программа по дисциплине сд. 03 «Основы электрохимической технологии» подготовка по направлению 240100. 62 «Химическая технология и биотехнология» iconРабочая программа по дисциплине: "Современные проблемы науки и технологии отделочного производства" для подготовки магистров по направлению 240100 “Химическая технология и биотехнология» по программе «Химическая технология текстильных материалов»
Рабочая учебная программа составлена на основании стандарта подготовки магистров по направлению подготовки 240100 «Химическая технология...
Рабочая программа по дисциплине сд. 03 «Основы электрохимической технологии» подготовка по направлению 240100. 62 «Химическая технология и биотехнология» iconРабочая учебная программа по дисциплине: "Применение красителей" по направлению 240100 “Химическая технология и биотехнология» по программе «Химия и технология продуктов тонкого органического синтеза» Курсы 6 Семестры 11
Рабочая учебная программа составлена на основании стандарта подготовки магистров по направлению подготовки 240100 «Химическая технология...
Рабочая программа по дисциплине сд. 03 «Основы электрохимической технологии» подготовка по направлению 240100. 62 «Химическая технология и биотехнология» iconРабочая программа по дисциплине: "Теоретические основы применения ферментных препаратов и твв" для подготовки магистров по направлению 240100 “Химическая технология
Рабочая учебная программа составлена на основании стандарта подготовки магистров по направлению подготовки 240100 «Химическая технология...
Рабочая программа по дисциплине сд. 03 «Основы электрохимической технологии» подготовка по направлению 240100. 62 «Химическая технология и биотехнология» iconРабочая программа по дисциплине опд. Р. 01 «Приоритетные химические технологии и биотехнологии» подготовка по направлению 240100. 62 «Химическая технология и биотехнология»
Цели преподавания дисциплины: ознакомить студентов с современными направлениями исследований и практических работ в области биотехнологии...
Рабочая программа по дисциплине сд. 03 «Основы электрохимической технологии» подготовка по направлению 240100. 62 «Химическая технология и биотехнология» iconПрограмма вступительного экзамена для поступающих в магистратуру по направлению подготовки 240100 «Химическая технология и биотехнология»
Содержание программы вступительного испытания по направлению подготовки 240100 «Химическая технология и биотехнология»
Рабочая программа по дисциплине сд. 03 «Основы электрохимической технологии» подготовка по направлению 240100. 62 «Химическая технология и биотехнология» iconПрограмма вступительного испытания для поступающих в магистратуру по направлению подготовки 240100 Химическая технология и биотехнология
Содержание программы вступительного испытания по направлению подготовки 240100 «Химическая технология и биотехнология»
Рабочая программа по дисциплине сд. 03 «Основы электрохимической технологии» подготовка по направлению 240100. 62 «Химическая технология и биотехнология» iconРабочая программа наименование дисциплины Компьютерная химия
Специальности 240100. 68. 34 Химическая технология текстильных материалов, 240100. 68. 10 Химическая технология высокомолекулярных...
Рабочая программа по дисциплине сд. 03 «Основы электрохимической технологии» подготовка по направлению 240100. 62 «Химическая технология и биотехнология» icon«Перспективные технологии отделки текстильных материалов»
Рабочая учебная программа составлена на основании стандарта подготовки магистров по направлению подготовки 240100 «Химическая технология...
Рабочая программа по дисциплине сд. 03 «Основы электрохимической технологии» подготовка по направлению 240100. 62 «Химическая технология и биотехнология» iconПрограмма вступительного экзамена для поступающих в магистратуру по направлениям 240100 «Химическая технология и биотехнология»
«Химическая технология и биотехнология» по магистерской программе «Химия и технология биологически активных веществ»
Рабочая программа по дисциплине сд. 03 «Основы электрохимической технологии» подготовка по направлению 240100. 62 «Химическая технология и биотехнология» iconРабочая программа по дисциплине “Оборудование отделочного производства” для специальности 240202 Химическая технология и оборудование отделочного производства по направлению240100 “Химическая технология и биотехнология”
Химическая технология и биотехнология”, направлению подготовки дипломированного специалиста 240200 “Химическая технология полимерных...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница