Электрод фото: основные разновидности и их особенности (110 фото)

Что такое электрод?

Электрод представляет собой длинный кусок металлической проволоки со специальной обмазкой на конце. В результате большого напряжения постоянного тока, происходит плавление центральной части.

Вместе с ним начинает обгорать защитная обмазка. Она образует химическое облако, которое постепенно оседает на раскаленном металле.

В составе обмазки присутствуют легко воспламеняемые компоненты и минералы. Они обладают высокой прочностью, что отражается на качестве шва.

Диаметр сварочных электродов подбирается исходя из толщины и разновидности металлических элементов. Для тонкого железа, принято подбирать модели толщиной 3-4 мм.

Они имеют небольшой размер и тонкую обмазку. В процессе сварки они также помогают предотвратить окисление и придаёт прочность железному шву.

Перед тем как приступить к рабочему процессу, необходимо тщательно осмотреть изделие. На его поверхности не должны присутствовать осколы и трещины. Эти дефекты негативно скажутся на качестве соединений.

Хранить такие металлические изделия, рекомендуется в сухом месте. Некоторые разновидности обмазки способны впитывать жидкость из воздуха. Это приводит к плохому поджигу электрической дуги.

Разновидности электродной обмазки

В специализированных отделах представлен огромный выбор инвекторных материалов.Современные виды сварочных электродов, имеют несколько разновидностей обмазки:

• основная;
• рутиловая;
• кислая;
• целлюлозная.

Основная и целлюлозная применяется для сварочных работ на постоянном токе. Довольно часто, их применяют для ответственных швов. Благодаря такой обмазке, металлическое изделие имеет прочные крепления, которые способны выдержать любые механические нагрузки.

Рутиловые и кислые электроды применяют для сварки на переменном токе. Кислая обмазка в своем составе имеет много химических соединений. В процессе сгорания, выделяются едкие ядовитые пары. Работать с такой разновидностью в закрытом помещении строго запрещено.

Как правильно выбрать электроды для инвекторной установки?

Выбрать лучшие сварочные электроды помогут советы опытных профессионалов:

Первым делом, необходимо обратить особое внимание на состав сердечника. Он должен быть таким же как и разновидность металлических деталей;

Для домашнего использования, оптимальным вариантом будут электроды с рутиловой оболочкой. Они быстро сгорают при этом не оставляя неровностей в местах соединений.

Популярные марки сварочных электродов имеют названия: МР – 3, УОНИ, АНО 21, ОК 63.34.;

Для нержавеющей стали подойдут ОК 63. 34. Они образуют тонкий плоский шов на поверхности металла. В процессе работы, необходимо производить вертикальные движения. Если наклонить электрод в любую сторону, то образуются плотные бугристые соединения металлических элементов.

Марка АНО 21, подходит для сварки углеродистой стали. Электрическая дуга в том случае быстро зажигается и образует плотное покрытие из расплавленного металла. Довольно часто, этот тип применят для соединения водопроводной и газовой сети.

Как подобрать диаметр?

Начинающие сварщики должны соблюдать диаметр и разновидность сварочного элемента. Помимо этого, важно соблюдать мощность электрического тока и правильное его подключение. Производители электродов на обратной стороне пачки указывают тип и область применения данного изделия.

Как уже было отмечено выше, толщина изделия подбирается в соответствии с выбранным металлом.  Новичкам рекомендуется начинать сварочные работы с более тонкого железа. Оно более пластично. Изделия получаются достаточно аккуратными и изящными.

Для этого подбирают электроды диаметром в 4 мм. На фото сварочных электродов изображены современные марки, которые обеспечивают прочное и надежное соединения железных деталей между собой.

Фото сварочных электродов

Также рекомендуем посетить:

Вольфрамовый электрод WL-15 3.

Характеристики:
Вольфрамовый электрод WL, предназначен для аргонодуговой сварки TIG при переменном и постоянном токе (AC/DC) с прямой полярностью. Он сохраняет свою твердость, даже когда раскален, так как вольфрам самый тугоплавкий из известных металлов. Во время сварки расходуется незначительно: сотые доли грамма на 1 метр сварного шва. В чистый вольфрам вводят различные оксиды для улучшения сварочно-технологических свойств.
Универсальный электроды марки WL-15 имеют очень легкий первоначальный запуск дуги, отличную характеристику повторного зажигания, а также низкую склонность к прожигам. Электрод содержит легирующий элемент 1,8-2,2% La2O3 (оксид лантана). Лактановые электроды по сравнению с электродами из чистого вольфрама (марка WP), более долговечны (их износ меньше на 50%) и меньше загрязняют шов. Электрод длительное время сохряняет первоначальную заточку.

Согласно международным стандартам все электроды на основе вольфрама имеют специальную маркировку, показывающую тип и состав. Первая буква в списке – «W», т.е. вольфрам. Вторая обозначает оксид элемента, который используется в качестве легирующей добавки. Среди легирующих оксидов используются:

оксид церия, обозначается буквой «С»;
оксид циркония, обозначается на маркировке буквой «Z»;
оксид лантана – буквой «L»;
оксид тория – «Т»;
чистый вольфрам, который не имеет никаких легирующих добавок, на маркировке обозначается буквой «Р».

После второй буквы идет цифра, которая показывает процент вещества, добавляемого при легировании. Цифра 15 показывает, что в состав входит 1,5% легирующего вещества. Через дефис прописывается второе число – это длина, которая выражается в миллиметрах. Чаще всего используется длина в 175 мм, но встречаются и значения в 50, 75 и 150 мм. Диаметр вольфрамовые электроды могут иметь различный, на 1, 1.6, 2, 2.4, 3, 3.2, 4, 4.8, 5.6, 6. 4 мм.

Применение:
Главными областями применения вольфрамовых электродов WL является сварка нелегированных и высоколегированных сталей, алюминия, титана, никеля, меди и магниевых сплавов. Другое применение вольфрамовых лантанированных электродов – это микроплазменная сварка. Оксид лантана улучшает воспламеняемость дуги. Это дает электродам WL неоспоримое преимущество при автоматической сварке. Существует три основных марки электродов WL: WL-10 (цвет маркировки — черный), WL-15 (цвет маркировки- золотистый) и WL-20 (цвет маркировки – синий).

марки, маркировка, для чего это покрытие, применение

Сварка металла — сложный физико-химический процесс, в котором принимают участие разные химические соединения. Качество сварочного шва во многом зависит от того, какое покрытие используется в электродах. Оно предназначено для защиты сварочной ванны от атмосферных газов. Также позволяет формировать шов с нужными свойствами.

Рутиловые электроды: что это такое и для чего они нужны

Все электроды изготавливаются по одинаковому принципу: на металлический стержень из специального сплава наносится особое покрытие.

Электроды с рутиловым покрытием предназначены для ручной дуговой сварки. Покрытие изготавливается преимущественно из двуокиси титана. Это позволяет добиться высокого качества сварочного шва, а также благоприятно влияет на весь процесс сварки.

СПРАВКА: Этот тип покрытия — один из самых безопасных, так как не выделяет вредных веществ при горении, которые может вдыхать сварщик.

Почему так популярны

Рутиловые электроды считаются одними из лучших. Они обладают рядом преимуществ, благодаря которым ровный и качественный шов получается у сварщика с любым опытом.

• Можно использовать как с переменным, так и с постоянным током. Сварочная дуга в любом случае сохраняет стабильность горения.
• Можно сваривать металлические соединения, покрытые небольшим слоем грунтовки.
• Идеально подходят для использования при варке коротких швов или в неудобных местах. Дуга легко разжигается и так же легко зажигается повторно.
• Позволяют сформировать шов с высоким показателем ударной вязкости. Это достигается благодаря повышенной щёлочности шлака.
• Сваренный рутилом шов обладает отличной стойкостью и усталостной прочностью. Даже под длительным воздействием знакопеременных нагрузок он сохраняет свои качества.
• При сварке рутиловыми электродами характерным является низкий коэффициент разбрызгивания. Это делает процесс сварки более удобным для сварщика.
• Удобно повторно использовать электрод. После окончания сварки на кончике стержня остаётся нагар, который не нужно счищать (в отличие от других типов покрытий). Нагар рутиловых электродов является полупроводником, поэтому можно продолжить работу без дополнительных заморочек.
• Меньше вреда для здоровья. В процессе горения рутилового покрытия не выделяются опасные вещества. Поэтому меньше негативного воздействия на органы дыхания сварщика.

Рутиловое покрытие электродов — характеристики

Электроды с данным видом покрытия чаще всего могут быть двух основных типов: Э42 и Э46 (по государственному стандарту). Тип обязательно указывается в маркировке упаковки. Металл шва, сваренного электродами типа Э42 имеет следующие технические характеристики:

• Предел прочности — 410 Мпа;
• Относительное удлинение — 22%;
• Ударная вязкость — 80 Дж/см².

• Предел прочности — 450 Мпа;
• Относительное удлинение — 20%;
• Ударная вязкость — 147 Дж/см².

При изготовлении рутиловых электродов используется низкоуглеродистая сварочная проволка (СВ-08 или СВ-08А). На неё и наносится рутиловое покрытие. В маркировке таких электродов находится буква «Р», которая и указывает на тип покрытия. Как правило, после буквы «Р» всегда следуют две цифры:

• Первая указывает на то, в каких пространственных положениях можно производить сварку. Большинством рутиловых электродов можно варить в любом положении.
• Вторая указывает на тип сварочного тока: переменный или постоянный, его полярность и напряжение холостого хода.

Маркировка

В зависимости от производителя и конкретного вида изделий маркировка упаковок может несколько отличаться. Однако большинство рутиловых электродов маркируются практически одинаково. Рассмотрим подробнее на примере маркировки электродов МР-3.

На их упаковке можно увидеть следующую маркировку: Э 46 –МР-3–УД Е 430 (3)-Р26.

Разберём всё по порядку:

1. Э46 — указывает на тип согласно ГОСТу. Это означает, что данная модель предназначена для сварки низколегированных и углеродистых сталей. Предел прочности при разрыве — 46 кгс/мм².
2. МР-3 — марка от производителя.
3. У — обозначает назначение электрода. Для сварки углеродистых сталей, предел прочности при растяжении — 60 кгс/мм².
4. Д — коэффициент толщины покрытия (толстое).
5. Е — международная маркировка. Обозначает тип электрода с плавящимся покрытием.
6. 43 — прочность при растяжении (430 Мпа).
7. 0 — показатель относительного удлинения (20%).
8. (3) — показатель температуры -20^оС. Это минимальная температура, при которой металл шва сохраняет ударную вязкость не меньше 34 Дж/см².
9. Р — тип покрытия. В нашем случае — рутиловое.
10. 2 — показывает, в каких положениях можно проводить сварочные работы. Этот показатель обозначает, что варить можно в любом направлении, кроме вертикального «сверху-вниз».
11. 6 — для качественной работы нужно использовать ток обратной полярности, постоянный. Напряжение холостого хода должно быть примерно 70В.

[ads-pc-2][ads-mob-2]

Физико-химический состав

В зависимости от производителей и разновидных модификаций, состав рутилового покрытия может немного отличаться. Однако в большинстве случаев состав следующий:

• Концентрат рутила (диоксид титана) — 48%.
• Полевой шпат — 20%.
• Ферромарганец — 15%.
• Магнезит — 15%.
• Декстрин — 2%.

Некоторые виды электродов могут содержать также дополнительные элементы: например, целлюлоза. Такие покрытия маркируются буквами «РЦ», что расшифровывается как «рутилово-целлюлозное покрытие».

Рутиловые электроды: применение

Благодаря своим прекрасным качествам рутиловые покрытия широко применяются в различных условиях и считается одним из наиболее практичных видов. Перечислим основные варианты применения, в которых электроды этого типа отлично справляются со своей задачей:

• Сварка конструкций из низкоуглеродистой стали. Химический состав покрытия позволяет эффективно работать с черными и низколегированными металлами. В таких случаях шов получается ровный и без трещин.
• Сварка трубопроводов. Отлично подходят для ремонта труб, которые проводят жидкости. В таком случае сложно полностью осушить рабочую поверхность металла. Однако сварочная дуга рутиловых электродов горит стабильно даже при попадании капель воды в зону горения.
• Широко применяются для ремонта деталей или инструментов, которые со временем истираются. Рутиловые электроды позволяют максимально эффективно наплавлять шов значительной толщины. За счёт небольшого разбрызгивания достигается экономия материала.

Электроды с рутиловым покрытием: плюсы и минусы

По сравнению с другими типами покрытий, рутиловое обладает рядом преимуществ:

• Стойкость шва. Сваренный металл не подвержен появлению холодных или горячих трещин.
• В противовес кислому покрытию, сварочная дуга рутилового горит при переменном токе так же интенсивно, как и при постоянном.
• Легко обрабатывать участки, где нужны короткие швы. Если основное покрытие требует непрерывного ведения шва, так как сварочную дугу сложно повторно разжигать, то с рутиловыми всё проще. Дуга легко зажигается, при этом с кончика стержня не нужно счищать нагар.
• Подготавливать рабочую поверхность не обязательно. Другие типы электродов чувствительны к окислениям и ржавчине, что приводит к непрочному шву. Рутиловые электроды позволяют сформировать стабильный и стойкий шов независимо от качества поверхности.
• После сварки шлак легко отделяется, а поверхность шва практически не нуждается в шлифовке.

Есть и недостатки:

• Подойдут не для всех конструкций. Небольшой диапазон металлов, с которыми можно использовать этот тип покрытия, накладывает определённые ограничения на их эксплуатацию. Для сварки высокоуглеродистой стали такие электроды нельзя использовать.
• Свойства резко ухудшаются при повышении напряжения тока. Поэтому придётся следить за соответствием номинальному показателю.
• Нужно проводить подготовительные работы — просушку и прокалку.

[ads-pc-4][ads-mob-4]

Лучшие марки электродов с рутиловым покрытием

ESAB-SVEL OK 46. 00

Производятся в России шведским концерном ESAB. Эта модель является одной из лучших в своей категории и обладает следующими преимуществами:

• Низкие требования к предварительной подготовке. Даже отсыревшие изделия можно прокаливать при температуре 70-90^оС.
• Не боятся влаги. Дуга стабильно горит при контакте с увлажнённой поверхностью.
• Минимальный порог необходимого тока, который нужен для уверенного горения, значительно ниже, чем у других видов электродов.
• Формируют прочный и ударостойкий шов.

Lincoln Electric Omnia 46

Производятся американской фирмой Lincoln Electric, которая выпускает электросварочную продукцию ещё с 1927 года. Электроды отличаются доступной ценой и являются отличным выбором для новичков. Сварочная дуга не требует точного контроля — при небольшом её удлинении не теряется стабильность горения.

При эксплуатации Omnia 46 выделяется относительно небольшое количество искр. Прочный шов позволяет использовать их для сварки ответственных конструкций (например, трубопроводов, работающих под высоким давлением).

ОЗС-12

Электроды этой марки имеют сертификат НАКС, который позволяет применять их для сварочных работ на ответственных и опасных объектах. Среди преимуществ марки:

• Шов ведётся легко и ровно, даже без особого мастерства сварщика.
• После остывания на поверхности остаётся тонкая шлаковая корочка, которая легко отделяется.

Но есть и недостаток. Несмотря на то, что обычно рутиловые покрытия не восприимчивы к влаге, электроды этой марки чувствительны к отсыреванию. Отсюда вытекают дополнительные требования по хранению, прокалке (при температуре 150^оС перед каждым использованием), а также очистке сварочной ванны от крупных загрязнений.

МР-3

Электроды типа МР-3 — одни из самых распространённых. Бренду «Ресанта» удалось сохранить все достоинства рутилового покрытия и избежать недостатков, которые встречаются у других производителей изделий этого типа.

МР-3 легко разжигаются, формируют прочный и ровный шов, эффективно работают с разным током. Недостатком является повышенная чувствительность к влаге. Перед применением их необходимо прокаливать не менее часа при температуре 150-170^оС.

Сварка электродами с рутиловым покрытием

Несколько нюансов, которые необходимо учитывать при проведении сварочных работ:

• Проверьте, из какого материала сделан электрод. И сейчас речь не о покрытии, а о самом стержне. Для достижения максимально качественного шва металл стержня должен совпадать с металлом конструкции, которая сваривается.
• Важно также учитывать толщину электродов. Она должна соответствовать толщине металла конструкции, хотя может и быть толще или тоньше, что компенсируется силой тока и мастерством сварщика.

Видео

Посмотрите парочку роликов, где умелец делится опытом работы именно рутиловыми электродами.

Прокалка электродов с рутиловым покрытием

Электроды этого типа нуждаются в предварительной прокалке перед использованием. Распространенные  требования к прокалке: не менее часа в печи при температуре до 350^оС.

Это общие требования, а точные указания зависят от конкретной марки. Некоторые модели слабо чувствительны к влаге и могут прокаливаться при относительно невысоких температурах (до 90^оС), или же вовсе не нуждаться в прокалке. Хотя есть марки, которые могут отсыревать и терять свои свойства. Точный режим прокалки указывается производителем.

Универсальный ремонтный электрод ZELLER 555 с рутиловым покрытием для сварки и наплавки углеродистой и низколегированной стали, даже в…

Электроды МР-3 являются одной из наиболее популярной у мастеров марок. Данный расходный материал характеризуется высокой…

Электрод на основе высоколегированного CrNi-сплава с рутиловым покрытием. Предназначен для применения в ремонтных и профилактических…

Электроды АНВ-29 предназначены для сварки высоколегированных сталей и сплавов  Э-07Х20Н9. ГОСТ, другие стандарты ГОСТ 9466-75: Е-0111-Р23 ГОСТ…

Область применения Электроды ESR 13M предназначены для сварки нелегированных сталей, предпочтительно использовать для сваривания…

Область применения Электроды Phoenix SH Gelb R применяются при строительстве трубопроводов; при производстве котлов и резервуаров, стальных…

Область применения Электроды Cromarod 309L предназначен для сварки аустенитных, ферритных и ферритно-мартенситных нержавеющих сталей. Кроме…

Описание Универсальный электрод GeKa ELIT гарантирует отличную свариваемость, высокое качество и прекрасный внешний вид. ..

Описание ZELLER L61 – высокопроизводительный электрод, применяющийся для наплавки качественного износостойкого слоя, устойчивого к…

Описание UTP 612 – электрод с эластичной обмазкой, обладает исключительными сварочными характеристиками. Электрод поддается изгибанию…

Где купить электроды

Выбрать компанию

7 лучших сварочных электродов — Рейтинг 2020 года (Топ 7)

Обзор лучших электродов для ручной сварки углеродистых и коррозионно-стойких сталей составлен при использовании публикаций журналов «Сварка и диагностика», «Металлургический бюллетень» и других специализированных источников. В статье обобщены интернет-отзывы профессиональных сварщиков о продукции разных производителей.

Критерии отбора

К сожалению, российские электроды проигрывают многим зарубежным аналогам по большинству параметров. Однако «прорывы» в этой области уже наметились. Российская электродная продукция, выпускаемая на немногочисленных пока совместных предприятиях, по стабильности качества уже не уступает многим маститым брендам. Начали «подтягиваться» к ним и некоторые заводы отечественной подчиненности. Однако в случаях, когда требуется уверенно обеспечить высокое качество шва, профессионалы по-прежнему предпочитают использовать более дорогие, но и более качественные электроды зарубежного производства. Для сварочных инверторов подходят электроды любого типа, для сварочных аппаратов переменного тока подходят не все типы.

При выборе лучших электродов для обзора мы руководствовались следующими критериями:

• объемы производства;
• качество продукции;
• попадание производителя в обзоры по электродной промышленности;
• отзывы профессионалов.

Для корректности сравнения цен мы включили в обзор только самый часто применяемые электроды диаметром 3 мм.

Основным параметром любого сварочного электрода, определяющим большинство его свойств – от легкости розжига до качества шва – является состав его обмазки. Наиболее распространенными сегодня являются следующие виды обмазок:

• Рутиловые электроды (и электроды со смешанной обмазкой на этой основе – рутилово-целлюлозные и так далее) стали одними из самых популярных благодаря легкости розжига, в том числе и повторного, сниженной (в разумных пределах) чувствительности к отсыреванию. Они могут использоваться и на переменном, и на постоянном токе во всех направлениях шва, но при выборе рутилового электрода нужно быть внимательным – можно купить как хороший электрод, так и загрязняющий шов огромным количеством шлаковых язв, пригодный разве что для прихваток.
• Электроды с основным покрытием чаще всего используются при сварке постоянным током в особо ответственных местах. При горении обмазки в большом количестве выделяется углекислый газ, надежно защищающий сварочную ванну от воздействия кислорода. Сам шов получается более пластичным, чем при сварке распространенными типами рутиловых электродов. Обратная сторона медали – это повышенная чувствительность к влажности и затрудненный розжиг: варить такими электродами заметно труднее.

Рейтинг лучших электродов для сварки

Правильный выбор электрода требует учитывать многие факторы. К примеру, при необходимости сварить сталь с высоким содержанием углерода многие сварщики посоветуют Вам электроды УОНИ – но не факт, что в неопытных руках из получится что-то хорошее. Вместе с тем более удобные в работе электроды наподобие ОЗС-12 позволят получить более качественный результат – но только до того момента, когда Вы не освоите сварку более сложными в работе типами электродов.

Нужно учитывать и условия хранения: держать в гараже большинство типов электродов с основным покрытием значит обречь себя на постоянный и длительный прожиг обмазки перед сваркой, которая сама может занимать буквально несколько минут, и рутиловые электроды в таком случае будут более предпочтительными, особенно типы с самой низкой температурой прокалки (ESAB OK 46.00, Omnia 46).

Электроды для сварки — виды, маркировка и выбор

Не все начинающие сварщики знают, что электроды для сварки – это более 200 видов, из которых около ста видов используются в ручной сварке. Знать им все нет необходимости, но о некоторых самых популярных и часто используемых получить информацию надо. Поэтому перейдем к выбору электродов для ручной дуговой сварки.

Составляющие электрода

Электрод – это проволока, которая сверху обмазана специальным составом, называющимся обмазкой. В процессе сварки проволока (сердечник) плавится под действием электрического тока высокой мощности, заполняя собой пространство между сварными металлическими изделиями. Плавится также и обмазка, которая в процессе горения выделяет газ. Последний обволакивает зону сварки, не давая кислороду проникнуть внутрь.

Второе предназначение обмазки – это защита самого сварного слоя. В процессе плавления часть обмазочного материала становится жидкой и покрывает собой сварочный шов. Эта тонкая пленка защищает его от негативного воздействия кислорода. Почему необходима данная защита.

• В процессе плавки металла кислород будет забирать часть энергии на себя, поэтому электрического тока может не хватить на саму сварку.
• При соприкосновении с кислородом при небольшой влажности на металлах появляется окисел, снижающий его качественные характеристики.

Виды обмазки

В настоящее время применяются четыре вида обмазки.

1. Основное с маркировкой «Б».
2. Кислое – «А».
3. Целлюлозное – «Ц».
4. Рутиловое – «Р».

Есть смешанные виды, к примеру, АР – кисло-рутиловое, РБ – рутилово-основное, РЖ – рутиловое смешанное с железным порошком и РЦ – рутилово-целлюлозное.

Чаще всего для ручной сварки инвертором используют сварочные электроды с основным или рутиловым покрытием. К первой категории относятся электроды марки УОНИ. Их обычно используют в тех случаях, когда нужно получить сварочный шов высокого качества. То есть, шов должен отвечать высокой прочности, ударной вязкости и высокому показателю пластичности. При этом швы из сварного электрода УОНИ гарантируют, что внутри сварного материала не будут образовываться трещины кристаллического типа, плюс электроды данного типа не подвержены старению. Поэтому специалисты рекомендуют их применять для сварки ответственных конструкций, которые будут эксплуатироваться в жестких условиях.

Есть у УОНИ и свои отрицательные стороны. Влага на электродах, ржавчина на торце проволоки, масляные или жирные пятна на обмазке, ржавчина на соединяемых металлических изделиях – все это гарантия появления внутри сварочного шва раковин, которые снижают его качество. К тому же работать с этими электродами можно только на постоянном токе с обратной полярностью.

Сварочные материалы с рутиловым покрытием используются в основном для соединения деталей из низкоуглеродистой стали. Их ярким представителем является марка МР. Вот положительные характеристики данной категории.

• Могут работать как на постоянном, так и на переменном токе.
• Разбрызгивание металла минимальное.
• С помощью электродов данного типа могут получаться высококачественные сварочные швы, сделанные в любом положении заготовок.
• Шлак после сварки легко отходит.
• С помощью МР можно варить и ржавые изделия, и даже сильно загрязненные.
• Легкий розжиг даже при низком показателе вольт-амперной характеристики инвертора.

Когда перед новичком стоит вопрос, как правильно выбрать электрод для сварки, то оптимальный для него вариант – это марка МР.

Внимание! Специалисты не рекомендуют использовать МР для сварки вертикальных швов направлением сверху вниз.

К рутиловым покрытиям относятся марки АНО. Их используют для соединения изделий из углеродистой стали, к примеру, для сварки трубопроводов. Все остальные характеристики точно такие же, как и у МР.

Почему опытные сварщики не любят пользоваться электродами с рутиловой обмазкой? Во-первых, они их называют бенгальскими огнями. Во-вторых, это мягкая и быстрая сварка, а для хорошего прогрева металла нужна медленная сварка. Поэтому профессионалы отрицательно относятся к ним, а для новичков – это в самый раз.

Другие параметры выбора

Еще несколько параметров, определяющих выбор электродов для сварки. Один из важнейших показателей – это полярность подключения, а соответственно и род тока.

Если для сварки используется инвертор, то необходимо понимать, что он выдает ток постоянного типа. Поэтому подключение электрода для сварки может производиться по двум схемам.

1. Полярность прямая. Схема такова: минус подключается к сварочному электроду, плюс к массе.
2. Полярность обратная. Здесь наоборот: минус к массе, плюс к держаку.

В чем особенность каждой схемы подключения. Все зависит от силы проварки металлов. При прямой полярности металлические свариваемые изделия подвергаются высокому нагреву. При обратной полярности температура нагрева не столь высокая. Поэтому, когда нужно сварить два металлических листа небольшой толщины, то лучше использовать обратную полярность, что обеспечит защиту от прожога. К тому же обратную полярность используют, когда сваривают изделия из высоколегированных сталей. Они чувствительны к высоким температурам.

Есть еще три показателя, на которые необходимо обращать внимание.

Толщина сварочного изделия

Диаметр электрода необходимо связать толщиною свариваемых деталей. То есть, эти два параметра взаимосвязаны между собой. Вот некоторые соотношения.

Выбирать электрод по диаметру важно. Все дело в том, что чем больше данный показатель, тем хуже плотность шва, при учете соотношений в таблице. К тому же неправильный подбор приводит к неустойчивости сварочной дуги, ухудшению провара, увеличению ширины самого шва.

Еще одна зависимость диаметра сварочного электрода. В данном случае от силы тока.

Получается так, что три параметра: сила тока, толщина свариваемых металлов и диаметры электродов взаимосвязаны. Поэтому, отвечая на вопрос, какие электроды выбрать, необходимо учитывать эту взаимосвязь. Правда, отметим, что сила тока в каждой категории может немного отличаться от представленных в таблице. Электроды МР диаметром 2 мм могут варить и при силе тока в 40 А. УОНИ при 30 А. Поэтому обязательно перед тем как выбрать электроды, изучите их характеристики, которые указываются производителем на упаковке сварочного материала.

Типы свариваемых металлов

Подбирать сварочные материалы под необходимые металлы не всегда просто, потому что на глаз можно определить лишь сталь, нержавейку, чугун или цветмет. Понятно, что кроме стальных конструкций, где используются вышеописанные электроды, во всех остальных случаях используются специальные сварочные изделия: для чугуна, для нержавеющей стали, для алюминия и так далее.

Что касается стальных изделий, тот тут есть определенные трудности, зависящие от определения типа стали. Но если с этим разобраться, то на вопрос, как правильно выбрать электроды, станет проще отвечать.

• Для сварки сталей кипящего типа можно использовать любые марки с любой обмазкой. К таким сталям относятся: низкоуглеродистая и слабораскисленная.
• Для сварки полуспокойных сталей лучше использовать электроды с рутиловой или основной обмазкой.
• Для сварки конструкций из спокойной стали, которые подвергаются высоким динамическим нагрузкам, и которые эксплуатируются при достаточно низких минусовых температурах, лучше использовать марки с основной обмазкой.

На качество шва будет влиять и стабильность горения дуги. Поэтому выбранный вами электрод должен соответствовать типу используемого тока. Для сварочных материалов с основной обмазкой требуется только постоянный ток, для остальных типов можно использовать и постоянный, и переменный. У электродов с рутиловой, целлюлозной и кислой обмазкой, которые работают от сварочных трансформаторов, то есть на переменном токе, дуга горит стабильно. А значит, и шов получается качественный.

Что касается направления сварки, то в нижнем положении и вертикально хорошо варят электроды с целлюлозным покрытием. Потому что у этих электродов получается достаточно вязким шлак и плюс металл проволоки переносится на шов мелкими каплями, что позволяет равномерно заполнить стык между металлическими деталями. В этом плане хуже всех формируется сварочный шов у электродов с основным покрытием.

Когда стоит вопрос сварки толстостенных изделий, то технология определяет многослойность наносимого шва. Поэтому такой параметр, как хорошая отделяемость шлака, становится основной при выборе электродов. В этом плане электроды с основной обмазкой опять проигрывают. Сюда же добавим, что сварочные изделия данного типа требуют определенной чистоты свариваемых металлов.

Заключение по теме

Подобрать сварочный материал по всем параметрам непросто. Придется учитывать много нюансов, поэтому рекомендуется взять на вооружения таблицы, расположенные выше, а также информацию, которая обозначает назначение самих электродов.

Поделись с друзьями

7

0

2

1

Расшифровка электродов

И так поговорим о том как можно расшифровать марки электродов различных типов.

В первую очередь нужно обратить внимание на его гост сокращенно от слова «Государственный стандарт». Для примера возьмем одну из марок электродов и рассмотрим ее подробнее. Далее все распишу как полагается. Наш подопытный электрод будет в простонародье называться «синим» , а вот на самом деле как он именуется. Э46-ЛЭЗМР-3С.

Электроды производятся для различных типов сварки и металлов соответственно и маркируются по разному. И так как подобрать электроды и маркам определить именно то что нам нужно. Для начало немного теории. Марки можно подразделить на несколько категорий. Для резки , для наплавки , для сварки цветных металлов и т.д . Но об этом долго можно говорить. Далее электроды можно подразделять по гостам, по типам и так далее. Ну все по порядку. И так есть марка давайте ее расшифруем.

• Оранжевым цветом у нас отмечен тип электрода.
• Желтым цветом у нас это марка электрода.
• Зеленым это диаметр электрода (если производится несколько диаметром одной марки его пишут в другом месте).
• В красном квадрате у нас назначение и толщина покрытия электрода.
• В черном знак то что это индекс.
• В графитовом цвете сам индекс. (о индексах можно писать отдельно)
• В синем это вид покрытия.
• В розовом квадрате два разных значения это положения при сварке и рекомендуемый ток.

А теперь разложим по полочкам что написали выше.

Тип Электрода.

• Э — Электрод.
• 46 — Временное сопротивление разрыву кгс/мм² проще говоря какую нагрузку может выдержать после сварки данным электродом, а именно это 46 килограмм на квадратный миллиметр . кгс — это килограмм силы. мм2 — квадратик 1мм -1мм — 1мм. Думаю здесь все понятно. Идем дальше.

Марка электрода.

• В марке у нас содержится краткое название завода производителя это — лосиноостровский электродный завод и сама марка МР-3С.

Диаметр электрода.

• Если диаметр не указан , а только значок ,значит он пишется на печати. Так же имеется таблица каких еще диаметров выпускаются электроды.

Назначение и толщина покрытия.

• У — Обозначается как — Электрод для сварки углеродистой и низколегированной стали.
• Д — Говорит о том что электрод у нас с толстым покрытием. Все обозначения я ниже опишу.

Индекс электрода.

• Он указывает нам характеристику металла для сварки этими электродами. Это все можно посмотреть по госту 9467-75. Сопротивление разрыву ,ударную вязкость и еще несколько параметров все это по госту.

И так теперь вид покрытия.

• В данной марке электродов стоят две буквы РЦ и означает это — Рутиловое и Целлюлозное. Подробнее о видах покрытия конечно напишу.

Положение при сварке и рекомендуемый сварочный ток.

• И так цифра один говорит нам что мы можем варить данными электродами во всех пространственных положениях. И снизу вверх и сверху вниз , потолочный ,вертикальный и т.д.

А теперь давайте рассмотрим все подробнее. С типом и марками думаю проблем нет. Нас ведь интересуют что означают все эти буквы и цифры.

Назначение электродов

Обозначения электродов по толщине покрытия.

• М — Тонкое покрытие
• С — Среднее покрытие
• Д — Толстое покрытие
• Г — С особо толстым покрытием.

Виды покрытия.

Обозначения положения при сварке.

Рекомендуемый сварочный ток.

Ну думаю на этом все. По данному этапу можно определить как минимум для чего и какие металлы с ними можно варить.

РАЗБОРКА Электрод сварочный d=3.0мм 1шт. по алюминию — РАЗБОРКА 995519

218

1

Артикул: РАЗБОРКАеще, артикулы доп.: 995519скрыть

Код для заказа: 422482

Есть в наличии Доступно для заказа — >10 шт.Сейчас в 11 магазинах — >10 шт.Цены в магазинах могут отличатьсяДанные обновлены: 12.06.2021 в 21:30 Доставка на таксиДоставка курьером — 300 ₽

Сможем доставить: Послезавтра (к 14 Июня)

Доставка курьером ПЭК — EasyWay — 300 ₽

Сможем доставить: Завтра (к 13 Июня)

Пункты самовывоза СДЭК Пункты самовывоза Boxberry Постаматы PickPoint Магазины-салоны Евросеть и Связной Терминалы ТК ПЭК — EasyWay Самовывоз со склада интернет-магазина на Кетчерской — бесплатно

Возможен: завтра c 10:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в Люберцах (Красная Горка) — бесплатно

Возможен: завтра c 17:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в поселке Октябрьский — бесплатно

Возможен: завтра c 17:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в Сабурово — бесплатно

Возможен: завтра c 19:00

Самовывоз со склада интернет-магазина на Братиславской — бесплатно

Возможен: завтра c 17:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в Перово — бесплатно

Возможен: завтра c 17:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в Кожухово — бесплатно

Возможен: послезавтра c 11:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в Вешняков — бесплатно

Возможен: послезавтра c 11:00

Самовывоз со склада интернет-магазина из МКАД 6км (внутр) — бесплатно

Возможен: послезавтра c 11:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в Подольске — бесплатно

Возможен: послезавтра c 11:00

Код для заказа 422482 Артикулы РАЗБОРКА, 995519 Производитель NO NAME Ширина, м: 0. 004 Высота, м: 0.004 Длина, м: 0.32 Вес, кг: 0.01

Отзывы о товаре

Сертификаты

Обзоры

Наличие товара на складах и в магазинах, а также цена товара указана на 12.06.2021 21:30.

Цены и наличие товара во всех магазинах и складах обновляются 1 раз в час. При достаточном количестве товара в нужном вам магазине вы можете купить его без предзаказа.

Интернет-цена — действительна при заказе на сайте или через оператора call-центра по телефону 8-800-600-69-66. При условии достаточного количества товара в момент заказа.

Цена в магазинах — розничная цена товара в торговых залах магазинов без предварительного заказа.

Срок перемещения товара с удаленного склада на склад интернет-магазина.

Представленные данные о запчастях на этой странице несут исключительно информационный характер.

8f580fc7c6b22444f1ab4b30ef39d545

Добавление в корзину

Доступно для заказа:

Кратность для заказа:

Добавить

Отменить

Товар успешно добавлен в корзину

!

В вашей корзине на сумму

Закрыть

Оформить заказ

Фотоэлектрод — обзор | Темы ScienceDirect

11.

2 Беспроводные фотоэлектрохимические ячейки (PEC)

Первый PEC состоял из электрически соединенных фотоэлектрода TiO ₂ и Pt-электрода, погруженных в водные ячейки [11]. Облучение фотоэлектрода УФ-излучением приводило к возбуждению запрещенной зоны и переносу электронов от TiO ₂ к Pt через медную проволоку (прикрепленную к TiO ₂ , распыляемому In с помощью пасты Ag). Электрохимический потенциал на Pt-электроде был очень близок к потенциалу полуреакции восстановления протона.Без перенапряжения, вызывающего реакцию, выделение H ₂ было низким. Добавление восстанавливаемых частиц, таких как O ₂ или Fe ³⁺ , в водную ячейку Pt приводило к более высокому току и квантовому выходу ~ 10%. Между тем, на фотоэлектроде TiO ₂ перенос электрона от воды на заполнение электронных вакансий привел к выделению кислорода. Термодинамически благоприятная реакция протекала очень медленно, и поверхность TiO ₂ является плохим катализатором для переноса электронов от воды.

Fujishima-Honda PEC был знаковым экспериментом, и потребовалось много работы для улучшения концепции. Устройство было способно собирать только УФ-фотоны, поэтому большую часть солнечного спектра нельзя было использовать. Потенциал на краю зоны проводимости фотоэлектрода не уменьшался в достаточной степени для термодинамически благоприятной эволюции H ₂ . Скорость переноса электронов от воды к TiO ₂ была очень низкой. В устройстве использован дефицитный элемент Pt. Кроме того, структура фотоэлектрода TiO ₂ не была оптимизирована для уменьшения рекомбинации.

Позже лаборатория профессора Гратцеля разработала коллоидные катализаторы для фотохимического электролиза воды. Коллоиды рутения (диаметр ~ 28 нм), стабилизированные поливиниловым спиртом, диспергировали в кислом водном растворе с ионом церия (Ce ⁴⁺ ). Было высказано предположение, что в таких условиях слой оксида рутения (IV) формируется на поверхности коллоидных частиц и катализирует окисление воды [12]. Ион церия был жертвенным окислителем в реакции, катализируемой RuO ₂ .Было показано, что коллоидные частицы платины выделяют H ₂ из водного раствора, содержащего метилвиологен.

В более поздней работе сообщалось о коллоидном фотокатализаторе, который состоял из TiO ₂ , легированного Ru (IV), с адсорбированными частицами Pt и сенсибилизатором Ru (bpy) 32+ [13]. Уровень легирования Ru (IV) (как RuO ₂ ) составлял 0,1%, что предположительно привело к распределению Ru (IV) внутри частицы и на поверхности. Частицы TiO ₂ представляют собой анатаз диаметром ∼47 нм.Неясно, был ли Ru (IV) изолирован или домены RuO ₂ могли образовываться в системе. Частицы TiO ₂ , легированные Ru (IV), добавляли к дисперсии коллоидной платины и обрабатывали ультразвуком в течение нескольких минут. Коллоидные частицы Pt / RuO ₂ –TiO ₂ подвергались УФ-облучению. Наблюдалась эволюция H ₂ и O ₂ в ожидаемой стехиометрии. УФ-фотоны вызвали возбуждение запрещенной зоны полупроводника с последующим переносом электрона из зоны проводимости TiO ₂ на Pt и из Ru (IV) в валентную зону TiO ₂ .Домен Pt катализирует выделение H ₂ , тогда как сильно окисленные центры Ru катализируют выделение O ₂ . Реакцию полностью подавляли с помощью отсекающего фильтра 400 нм. Фотокатализ в видимом свете был продемонстрирован в присутствии сенсибилизатора и электронного реле, производных Ru (bpy) 32+ и метилвиологена, соответственно. При установленном фильтре отсечки облучение лампой Хе приводило к расщеплению воды с квантовым выходом H ₂ около 5%. Более поздние исследования, в которых катализатор Pt / RuO ₂ –TiO ₂ был приготовлен путем облучения водного коллоидного (20 нм) TiO ₂ в присутствии RuO ₄ и H ₂ PtCl ₆ , показали высокая активность по расщеплению воды при запрещенном возбуждении; однако квантовый выход 5% при облучении видимым светом в присутствии сенсибилизатора и электронного реле больше никогда не совпадал [14]. Что еще более важно, был продемонстрирован механизм катализатора Pt / RuO ₂ –TiO ₂ в присутствии Ru (bpy) 32+ и метилвиологена (MV ²⁺ ). Реле MV ²⁺ принимает электрон от возбужденного сенсибилизатора, а затем передает его в зону проводимости Pt или TiO ₂ . Окисленные частицы Ru (bpy) 32+ оказались селективным акцептором электронов для RuO ₂ .

В обзоре солнечных катализаторов H ₂ «микрогетерогенные системы», такие как катализатор Pt / RuO ₂ –TiO ₂ , могут оказаться нежизнеспособными по ряду причин [15].Потенциально катализатор Pt / RuO ₂ –TiO ₂ можно было бы улучшить, если бы к TiO ₂ были присоединены абсолютно Pt, RuO ₂ и сенсибилизатор. Кроме того, размер и форма частиц полупроводника и катализатора могут быть выбраны для оптимизации переноса электронов. Квантовое ограничение в полупроводниковых нанокристаллах приводит к разделению зоны проводимости и валентной зоны. Потенциалы на краю зоны в зависимости от размера частиц могут быть эффективно выбраны для обеспечения оптимального перенапряжения.Форма или кристаллическая фаза TiO ₂ также может оказаться важными переменными в конструкции фотокатализатора. Точно так же размер и форма каталитических центров могут быть оптимизированы, особенно если реакции электронного переноса являются структурно-чувствительными [16]. Присоединение каталитических доменов к полупроводниковой частице должно обеспечивать быстрый перенос электронов для катализа. Ориентация сенсибилизатора должна быть организована или заранее организована так, чтобы минимизировать барьер переноса электронов (на TiO ₂ или на RuO ₂ ).По сути, необходимо выявить узкие места для переноса электронов и изменить систему, чтобы их преодолеть. Наконец, может потребоваться иерархическая предварительная организация катализатора в реакторной системе для получения отдельных потоков H ₂ и O ₂ .

Со времени этих ранних исследований многие неорганические материалы были оценены как катализаторы фотохимического расщепления воды [17]. Катализаторы включают широкий спектр полупроводников в сочетании с металлами.Полупроводники в основном сделаны из материалов с избытком земли; однако металлы обычно являются редкими и дорогими металлами платиновой группы. Новые материалы должны включать материалы с большим содержанием земли, которые катализируют выделение H ₂ и O ₂ [18]. Кроме того, следует оптимизировать морфологию полупроводников, чтобы уменьшить рекомбинацию носителей заряда.

Совсем недавно лаборатория Nocera анонсировала беспроводной фотоэлектрохимический элемент, или «искусственный лист» [19]. Устройство состоит из промышленного солнечного элемента из аморфного кремния с тройным переходом, соединенного с многочисленными катализаторами окисления воды и восстановления протонов.Катализатор водного окисления — один из нового поколения живых неорганических пленок катализатора, которые состоят из фосфата кобальта (II) [20] или бората никеля (II) [21], которые включают в себя распространенные на земле переходные металлы первого ряда, которые могут циклически проходить через несколько степени окисления и буферы из полипротонной кислоты с большим содержанием земли. Эти две особенности имеют решающее значение для реакций переноса электронов, связанных с протонами. Активный катализатор представляет собой свежеосажденную пленку, которая расходуется и регенерируется во время катализа, что обеспечивает длительный срок службы без потери активности.Катализатор выделения водорода представляет собой сплав Ni – Mo – Zn, нанесенный на основу из нержавеющей стали кремниевого элемента с тройным переходом. Сплав Ni – Mo – Zn — это инновационный материал, который включает в себя металлы с большим содержанием земли, в отличие от традиционного и дорогого катализатора — платины. Дизайн потенциально может быть адаптирован для коллоидных наночастиц, фактически создавая «искусственные водоросли» [22].

Идея искусственных водорослей может быть близка к реализации из-за невероятных достижений в области синтеза наноструктурированных материалов.Синтез четко определенных, почти монодисперсных нанокристаллов основан на идеях зарождения и роста [23], фокусировке размера [24], а также использовании стабилизаторов поверхности и других переменных реакции для точного управления пассивацией граней и направлением роста [25]. . Синтез нанокристаллов быстро развился, так что теперь стало возможным проектировать синтез желаемых материалов. В частности, в области наноструктурированных каталитических материалов на основе солнечного топлива могут появиться два важных достижения: синтез анизотропных полупроводниковых нанокристаллов (наностержней, нанопроволок) и синтез полидоменных наноструктурированных материалов.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

TiO 2 Фотоэлектрод с золотым покрытием для улучшенного наблюдения в сенсибилизированном красителем солнечном элементе

1.

B. O’Regan, M. Gratzel, Недорогой высокоэффективный солнечный элемент на основе сенсибилизированного красителем коллоидного TiO ₂ фильмов. Природа 353 , 737–740 (1991)

ADS Google Scholar

2.

М. Чен, Г. Ван, В. Ян, З. Юань, Х. Цянь, Дж. Сюй, З. Хуанг, А. Дин, Усиленный синергетический каталитический эффект мо @co-гетероструктуры в сенсибилизированных красителями солнечных элементах: точное согласование уровней энергии и эффективная передача заряда.Интерфейсы ACS Appl Mater 11 , 42156–42171 (2019)

Google Scholar

3.

М. Чен, Г. Ван, В. Ян, З. Юань, Х. Цянь, К. Цзин, Д. Сюй, З. Хуанг, С. Ян, Стратегический дизайн обогащенной вакансии fe _{1 − x} s наночастиц, закрепленных на fe ₃ гибридов углеродных нанотрубок, инкапсулированных с и легированных n, для высокоэффективного восстановления трийодида в сенсибилизированных красителями солнечных элементах. Интерфейсы ACS Appl Mater 10 , 31208–31224 (2018)

Google Scholar

4.

М. Чен, Г. Чжао, Л. Чжао, З. Юань, К. Цзин, К. Хуанг, З. Хуанг, X. Чжао, Г. Цзоу, Контролируемый синтез никеля, инкапсулированного в углеродные нанотрубки, легированные азотом, с ковалентной структурой. Связанные интерфейсы: стратегия структурной и электронной модуляции для эффективного электрокатализатора в сенсибилизированном красителем солнечном элементе. Chem Mater 29 , 9680–9694 (2017)

Google Scholar

5.

М. Чен, Л. Чжао, З. Юань, К. Цзин, К. Хуан, З.Хуанг, X. Чжао, Г. Цзоу, Общая стратегия контролируемого синтеза ni _x p _y / углерода и их оценка в качестве материалов противоэлектрода в сенсибилизированных красителями солнечных элементах. Интерфейсы ACS Appl Mater 9 , 17949–17960 (2017)

Google Scholar

6.

M. Chen, R. Zha, Z. Yuan, Q. Jing, Z. Huang, X. Yang, X. Zhao, D. Xu, G. Zou, Счетчик углерода, легированного бором и фосфором электрод для эффективного перовскитового солнечного элемента без дырочных проводников.Chem Eng 313 , 791–800 (2017)

Google Scholar

7.

М. Чен, Л. Чжао, Ю. Ся, З. Хуанг, Д. Сю, З. Чжан, З. Чанг, В. Пей, Конструирование высококаталитических противоэлектродов из пористого тиопк из нанокомпозита для красителей. сенсибилизированные солнечные элементы. Интерфейсы ACS Appl Mater 8 , 26030–260400 (2016)

Google Scholar

8.

R.J. Беула, С. Девадасон, Б.Видхья, Включение индия в фотоаноды на основе TiO ₂ для повышения эффективности фотоэлектрического преобразования сенсибилизированных красителями солнечных элементов. Appl Nanosci. 8 , 1389–1397 (2018)

ADS Google Scholar

9.

R.J. Беула, Д. Суганти, А. Абирам, Б. Видхья, Трансформирующие полиморфы совместно легированных наночастиц TiO ₂ : эффективный фотоэлектрод для сенсибилизированных красителями солнечных элементов. Appl Nanosci (2019).https://doi.org/10.1007/s13204-019-01182-3

Артикул Google Scholar

10.

К.Дж. Барбе, Ф. Арендсе, П. Конт, М. Йирусек, Ф. Ленцманн, В. Шкловер, М. Гретцель, Электроды из нанокристаллического оксида титана для фотоэлектрических применений. J Am Ceram Soc 80 , 3157–3171 (1997)

Google Scholar

11.

Дж. Ву, З. Лан, Дж. Линь, М. Хуанг, С. Хао, Т.Сато, С. Инь, Новый термореактивный гелевый электролит для стабильных квазитвердотельных солнечных элементов, сенсибилизированных красителем. Adv Mater 19 , 4006–4011 (2007)

Google Scholar

12.

Y.Q. Лю, Х.Л. Ран, Дж. Дж. Фан, X.L. Чжан, Дж. Мао, Г.С. Шао, Изготовление и фотоэлектрические характеристики иерархических микросфер TiO2, легированных ниобием, с открытыми гранями 001 и высокой удельной площадью поверхности. Appl Surf Sci 410 , 241–248 (2017)

ADS Google Scholar

13.

H. Rana, J. Fana, X. Zhanga, J. Maoa, G. Shaoa, Повышенные характеристики сенсибилизированных красителем солнечных элементов на основе плазмонных гибридных нанокомпозитов Au-TiO ₂ и Ag-TiO2. Appl Surf Sci 430 , 415–423 (2018)

ADS Google Scholar

14.

D. Zhang, MeichengWen, ShanshanZhang, PeijueLiu, WeiZhu, GuishengLi, HexingLi, наночастицы Au с улучшенным рутилом TiO _{2 Пучки наностержней} с высокими фотокаталитическими характеристиками в видимом свете для окисления NO.Appl Catal B-Environ 147 , 610–616 (2014)

Google Scholar

15.

М.Дж. Налбандян, К.Э. Гринштейн, Д. Шуай, М. Чжан, Ю.-Х. Чоа, Г.Ф. Паркин, Н.В. Мён, Д. Cwiertny, Специализированный синтез фотоактивных нановолокон tio ₂ и композитов из нановолокон au / tio ₂ : оптимизация структуры и реакционной способности для приложений очистки воды. Environ Sci Technol 49 , 1654–1663 (2015)

ADS Google Scholar

16.

M. McEntee, A. Stevanovic, W.J. Tang, M. Neurock, J.T. Йейтс, Изменения электрического поля на наночастицах Au на полупроводниковых подложках — молекулярный вольтметр и другие методы для наблюдения индуцированных адсорбатом эффектов переноса заряда в нанокатализаторах Au / TiO ₂ . J Am Chem Soc 137 , 1972–1982 (2015)

Google Scholar

17.

Д. Цукамото, Ю. Сираиси, Ю. Сугано, С. Итикава, С. Танака, Т. Хираи, Золотые наночастицы, расположенные на границе раздела анатаз / рутил TiO ₂ частиц в качестве активных плазмонных фотокатализаторов для аэробное окисление.J Am Chem Soc 134 , 6309–6315 (2012)

Google Scholar

18.

Б. Банерджи, В. Амоли, А. Маурья, Зеленый синтез нанокристаллов TiO, легированного платиной ₂ с открытыми гранями (001) и мезоскопическим пустотным пространством для фоторасщепления воды под солнечным облучением. Наноразмер 7 , 10504–10512 (2015)

ADS Google Scholar

19.

Ю.Чой, Х. Ким, Г. Мун, Повышение низкой каталитической активности серебра для производства H ₂ на фотокатализаторе Ag / TiO ₂ : тиоцианат в качестве селективного модификатора. ACS Catal 6 , 821–828 (2016)

Google Scholar

20.

K. Fujiwara, U. Müller, S.E. Працинис, Субнанокластеры Pd на TiO ₂ для удаления NO под действием солнечного света. ACS Catal 3 , 1887–1893 (2016)

Google Scholar

21.

M.D. Brown, T. Suteewong, R.S. Сантош, В. Д’Инноценцо, А. Петроцца, М. Ли, У. Вайснер, Х. Дж. Снайт, Плазмонные сенсибилизированные красителем солнечные элементы с использованием наночастиц металл-изолятор ядро-оболочка. Nano Lett 11 , 438–445 (2011)

ADS Google Scholar

22.

С. Мудули, О. Гейм, В. Дхас, К. Виджаямоханан, К.А. Богл, Н. Валанур, С. Огале, Плазмонный нанокомпозит TiO2 – Au для улучшенных характеристик сенсибилизированных красителями солнечных элементов (DSSC).Sol Energy 86 , 1428–1434 (2012)

ADS Google Scholar

23.

W. Jiang, H.Z. Лю, Л. Инь, Ю.С. Динг, Изготовление хорошо организованных плазмонных мезопористых пленок TiO ₂ / Ag для сенсибилизированных красителями солнечных элементов с помощью многоступенчатой ​​литографии нанопринтов. J. Mate Chem A 1 , 6433–6440 (2013)

Google Scholar

24.

L.H. Bai, X.Л. Лю, М.Ю. Ли, К. Го, доктор медицины Луошань, Ю. Чжу, Р. Х. Цзян, Л. Ляо, X.Z. Чжао, Плазмонное улучшение характеристик сенсибилизированных красителем солнечных элементов за счет включения иерархических сфер TiO ₂ , украшенных наночастицами Au. Электрохим Акта 190 , 605–611 (2016)

Google Scholar

25.

П. Судхагар, А. Девадосс, Т. Сонг, П. Лакшмипатхирадж, Х. Хан, В.В. Лысак, К. Терашима, К. Наката, А. Фудзисима, У.Пайк, Ю. Канг, Улучшенные фотокаталитические характеристики массива полых нанопроволок Au / N-TiO ₂ за счет комбинации светорассеяния и уменьшения рекомбинации. Phys Chem Chem Phys 16 , 17748–17755 (2014)

Google Scholar

26.

W. Zhang, Y. Hu, C. Yan, D. Hong, R. Chen, X. Xue, S. Yang, Y. Tian, ​​Z. Tie, Z. Jin, Поверхностный плазмонный резонанс с усилением прямая Z-схема Гетеропереходы TiO ₂ / ZnTe / Au с нанокорнушками для эффективного фотокаталитического общего расщепления воды.Наноразмеры 11 (18), 8629–9218 (2019)

Google Scholar

27.

П.Ф. Cheng, S.S. Du, Y.X. Цай, Ф. Лю, П. Сунь, Дж. Чжэн, Г.Ю. Лу, трехкомпонентный слоистый фотоанод из иерархического анатаза TiO ₂ ежеподобных сфер и P25: кандидат на сенсибилизированные красителем солнечные элементы с повышенной эффективностью. J Phys Chem C 117 , 24150–24152 (2013)

Google Scholar

28.

I.R. Битти, Т. Гильсон, Рамановская спектроскопия монокристаллов. Proc Roy Soc A 307 , 407 (1968)

ADS Google Scholar

29.

Т. Осака, Ф. Идзуми, Ю. Фуджики, Рамановский спектр анатаза TiO ₂ . J Raman Spectrosc 7 , 321 (1978)

ADS Google Scholar

30.

Q. Xiang, J. Yu, B. Cheng, H.C. Онг, Микроволновая гидротермальная подготовка и фотоактивность в видимом свете плазмонного фотокатализатора Ag-TiO ₂ полых сфер из нанокомпозита.Chem Asian J 5 , 1466–1474 (2010)

Google Scholar

31.

H.A. Этуотер, А. Полман, Плазмоника для улучшенных фотоэлектрических устройств. Nat Mater 9 , 865 (2010)

ADS Google Scholar

32.

Пиллаи С., Грин М.А. Плазмоника для фотоэлектрических приложений. Sol Energy Mater Sol Cells 94 , 1481–1486 (2010)

Google Scholar

33.

И.К. Дин, Дж. Чжу, В. Цай, С.Дж. Moon, N. Cai, P. Wang, S.M. Закеерудин, М. Гретцель, М.Л. Brongersma, Y. Cui, M.D. McGehee, Плазмонные сенсибилизированные красителем солнечные элементы. Adv Energy Mater 1 , 52–57 (2011)

Google Scholar

34.

С. Мудули, О. Гейм, В. Дхас, К. Виджаямоханан, К.А. Богл, Н. Валанур, С. Ogale, TiO ₂ –Au плазмонный нанокомпозит для улучшенных характеристик сенсибилизированного красителем солнечного элемента (DSSC). Sol.Энергетика 86 , 1428–1434 (2012)

ADS Google Scholar

35.

Y. Wen, B.T. Лю, В. Цзэн, Ю. Ван, Плазмонный фотокатализ наночастиц Au осаждал нанотрубки из смеси анатаза и рутила TiO ₂ . Наноразмер 5 , 9739–9746 (2013)

ADS Google Scholar

36.

С. Чжан, Б. Пэн, С. Ян, TiO, декорированный наночастицами неблагородных металлов меди ₂ массивов нанотрубок с плазмонно-усиленным фотокаталитическим выделением водорода в видимом свете ».Int J Hydrog Energy 40 , 303–310 (2015)

ADS Google Scholar

37.

T. Bora, M.T.Z. Мьинт, С. Аль-Харти, Дж. Датта, Роль поверхностных дефектов в видимом свете, позволила плазмонный фотокатализ в нанокатализаторах Au-Zno. RSC Adv 5 , 96670–96680 (2015)

Google Scholar

38.

Гупта Шипра Митал, Трипати Манодж, Обзор наночастиц TiO ₂ .Chinese Sci Bull 56 , 1639–1657 (2011)

ADS Google Scholar

39.

T. Bora, H.H. Kyaw, S. Sarkar, S.K. Pal, J. Dutta, Beilstein. Дж. Нанотехнология 2 , 681 (2011)

Google Scholar

40.

Л. Ду, А. Фурубэ, К. Ямамото, К. Хара, Р. Катох, М. Тачия, Плазмонное разделение заряда и динамика рекомбинации в системах наночастиц золото-TiO ₂ : зависимость от TiO ₂ размер частиц.J Phys Chem C 113 , 6454–6462 (2009)

Google Scholar

41.

M. Law, L.E. Грин, А. Раденович, Т. Куикендалл, Дж. Липхардт, П. Янг, ZnO-Al ₂ O ₃ и ZnO-TiO ₂ нанопроволока ядра-оболочки сенсибилизированные красителем солнечные элементы. J Phys Chem B 110 , 22652–22663 (2006)

Google Scholar

42.

T. Chen, G.Z. Син, З.Чжан, Х. Чен, Т. Ву, Настройка фотолюминесценции нанопроволок ZnO с использованием наночастиц Au. Нано-технологии 19 , 435–711 (2008)

Google Scholar

Список принадлежностей

CHI101	Золотой рабочий электрод диаметром 2 мм	Рисунок	1
CHI101P	Золотой рабочий электрод диаметром 2 мм (3 шт. В упаковке)		3 / уп.
CHI102	Платиновый рабочий электрод диаметром 2 мм	Рисунок	1
CHI102P	Платиновый рабочий электрод диаметром 2 мм (3 упаковки)		3 / уп.
CHI103	Серебряный рабочий электрод диаметром 2 мм	Рисунок	1
CHI104	Рабочий электрод из стеклоуглерода диаметром 3 мм	Рисунок	1
CHI104P	Рабочий электрод из стеклоуглерода диаметром 3 мм (3 шт. В упаковке)		3 / уп.
CHI105	12.Золотой микроэлектрод диаметром 5 мкм	Фото	1
CHI105P	Золотой микроэлектрод диаметром 12,5 мкм (3 упаковки)		3 / уп.
CHI106	Золотой микроэлектрод диаметром 25 мкм	Фото	1
CHI106P	Золотой микроэлектрод диаметром 25 мкм (3 упаковки)		3 / уп.
CHI107	Платиновый микроэлектрод диаметром 10 мкм	Фото	1
CHI107P	Платиновый микроэлектрод диаметром 10 мкм (3 шт.)		3 / уп.
CHI108	Платиновый микроэлектрод диаметром 25 мкм	Фото	1
CHI108P	Платиновый микроэлектрод диаметром 25 мкм (3 шт.)		3 / уп.
CHI111	Электрод сравнения Ag / AgCl с пористым тефлоновым наконечником	Рисунок	1
CHI111P	Электрод сравнения Ag / AgCl с пористым тефлоновым наконечником (3 шт. В упаковке)		3 / уп.
CHI112 ♦	Электрод сравнения Ag / Ag + на неводной основе с пористым тефлоновым наконечником	Инжир.а также Примечание	1
CHI112P ♦	Электрод сравнения Ag / Ag + на неводной основе с пористым тефлоновым наконечником (3 шт. В упаковке)	Примечание	3 / уп.
CHI115	Противоэлектрод из платиновой проволоки	Рисунок	1
CHI116	Платиновый наконечник SECM диаметром 10 мкм	Фото	1
CHI117	Платиновый наконечник SECM диаметром 25 мкм		1
CHI120 ★	Набор для полировки электродов	PDF а также Примечание	1
CHI125A	Полированный, ограниченный, формованный 100A Ti + 1000 A золотой кристалл для EQCM		1
CHI127	Ячейка EQCM	Фото	1
CHI128	Электрод сравнения для ячейки EQCM		1
CHI129	Pt-проволочный противоэлектрод для ячейки EQCM		1
CHI130	Тонкослойная проточная ячейка	Фото	1
CHI131	Рабочий электрод ГХ для проточной кюветы		1
CHI132	Au Рабочий электрод для проточной кюветы		1
CHI133	Рабочий электрод Pt для проточной ячейки		1
CHI134	Электрод сравнения для проточной ячейки	PDF	1
CHI135	Прокладка 25 мм для проточной кюветы		4 / уп.
CHI140A	Спектроэлектрохимическая ячейка (используется исх.электрод 012167/012171)	PDF	1
CHI150	Каломельный электрод сравнения	PDF	1
CHI151	Электрод сравнения ртути / сульфата ртути	PDF	1
CHI152	Электрод сравнения щелочной кислоты / оксида ртути	PDF	1
CHI172-xxx	Выводы электродов для номера модели xxx (где xxx = 600, 710B и т. Д.)	Фото	1
ЧИ172-1000	Выводы электродов для серии CHI1000, номер модели		1
ЧИ172-1000А	Выводы электродов для прибора серии CHI1000A, номер модели		1
CHI172-1000B	Выводы электродов для прибора серии CHI1000B, номер модели		1
CHI172-684	Выводы электродов мультиплексора CHI684		1
CHI173-xxx	Печатное руководство пользователя для прибора модели xxx		1
CHI200 ●	Пикоампер и клетка Фарадея	Примечание	1
CHI201	Усилитель пикоампа		1
CHI202	Клетка Фарадея		1
CHI220 ▲	Простая подставка для кювет	Рисунок	1
CHI221 ■	Верх элемента (включая противоэлектрод из платиновой проволоки; не заменяемая деталь для CHI220)	Примечание	1
CHI222	Стеклянная ячейка		1
CHI223 ■	Тефлоновый колпачок	Примечание	1
011066	Комплект кабелей для электрода IDA		1
011121	Комплект проточной кюветы QCM (без опорного электрода)		1
012026	Комплект проточной кюветы EQCM (без опорного электрода)		1
012125	Золотой электрод IDA	PDF	1
012126	Платиновый электрод IDA	PDF	1
012127	Угольный электрод IDA	PDF	1
012167	Ag / AgCl Электрод сравнения для CHI140A		1
012171	Ag / Ag + неводный электрод сравнения для CHI140A		1
012181	CS-3A Подставка для кейса		1
SE101	Угольный электрод диаметром 3 мм (один рабочий электрод)	PDF	40 / упаковка
TE100	Печатные электроды (конфигурация с 3 электродами)	PDF	40 шт. В упаковке

Руководство по выбору pH-электродов | Инженерное дело360

PH-электроды

— это аналитические датчики для измерения потенциала водорода (pH), отрицательного логарифма активности ионов водорода в растворе.Значение pH вещества напрямую связано с соотношением концентраций иона водорода [H +] и гидроксильного иона [OH-]. Это одно из наиболее распространенных лабораторных измерений, потому что многие химические процессы зависят от pH.

Производство pH-электродов. Видео предоставлено: EndressHauserAG / CC BY-SA 4.0

Электроды

работают, создавая электрический потенциал между двумя жидкостями с разным pH, когда они входят в контакт с противоположными сторонами тонкой стеклянной мембраны, известной как элемент pH.Этот потенциал напряжения является функцией свободной кислотности или свободной щелочности раствора. Элемент pH проницаем для ионов H +, а pH-электрод заполнен нейтральным раствором, который по определению содержит равное количество ионов H + и OH-. Затем зонд pH погружается в раствор H +, и стеклянная мембрана пронизывается ионами H +, которые создают положительный потенциал на чувствительном электроде. Эта разность потенциалов измеряется pH-метром и преобразуется в выходной сигнал pH. Когда зонд погружен в щелочную среду, ионы H + мигрируют за пределы зонда, оставляя избыток ионов OH- внутри зонда, и pH-метр определяет отрицательный потенциал.

частей pH-электрода. Кредит изображения: Морские друзья

Электроды

отличаются от датчиков pH. Зонды pH — это узлы, используемые для измерения pH и включающие электрод, корпус и датчик температуры.

Технические характеристики

У pH-электродов три основных рабочих характеристики: диапазон pH, точность pH и время отклика.

шкала pH. Изображение предоставлено: Центр здоровья изобилия

Для получения дополнительной информации прочтите IEEE GlobalSpec «Как выбрать электроды для снижения окисления (ОВП)».

Технические характеристики

PH-электроды

имеют физические характеристики для конфигурации электродов и вариантов раствора сравнения.

Одиночные элементы или пары электродов требуют отдельного электрода сравнения.Этот тип устройства — лучший выбор для коллоидных суспензий, йодидов в пробе и высокопроцентных твердых веществ в жидкости.

Комбинированные электроды pH также широко доступны. Эти устройства состоят из двух частей: измерительного электрода и электрода сравнения.

Варианты раствора для pH-электрода

Что касается вариантов раствора сравнения, электроды сравнения могут быть повторно заполнены или герметизированы. Компромисс между двумя типами заключается в соотношении объема обслуживания и срока службы продукта.Заправляемые pH-электроды требуют более тщательного обслуживания, но также служат дольше и обычно имеют более высокую точность. Герметичные pH-электроды не требуют повторной заправки, но имеют ограниченный срок службы, поскольку химические вещества внутри израсходованы и не подлежат замене.

Тип соединения

Тип соединения — важная физическая характеристика, которую следует учитывать при выборе pH-электродов. Есть два основных типа:

Одинарный переход — Как следует из названия, электроды сравнения с одинарным переходом содержат один электролит.Электролит обеспечивает постоянный уровень ионов, считываемых обратимым контрольным элементом, и образует низкопотенциальный жидкостный переход с раствором пробы. Однопереходные электроды являются наиболее распространенными в промышленности.

Стеклянный электрод с одинарным переходом. Изображение предоставлено: pHadjustment.com

Двойной переход — Электроды сравнения с двойным переходом имеют дополнительную ячейку сравнения перед ячейкой хлорида калия.Эта ячейка экранирует образец из ячейки сравнения хлорида калия. Как правило, ячейки с двойным переходом имеют более длительный срок службы, потому что второй химический барьер замедляет последствия отравления электродов.

Материал корпуса

Существует два основных варианта материала корпуса: стекло и эпоксидная смола или полимер.

Варианты монтажа

Варианты монтажа определяются как переносные или переносные, линейные (вставка) и проточные (трубопровод).

Портативные или портативные конфигурации позволяют использовать pH-электроды в лабораториях, где оператору может потребоваться тестирование нескольких различных образцов.

Вставные pH-электроды часто вставляются в технологический трубопровод через резьбовое отверстие в трубе или переборке.

Проточные исполнения подходят непосредственно к трубопроводу и становятся его неотъемлемой частью через некоторые соединения, такие как фланцы или другие фитинги.

Калибровка и обслуживание pH

Видео по выбору и калибровке pH-электрода.

Видео Кредит: HachCompany / CC BY-SA 4.0

Для обеспечения максимальной производительности и долговечности вашего pH-электрода важно регулярно чистить и калибровать электрод. Между измерениями электрод следует хранить в рекомендуемом растворе для хранения pH. Эталонный спай не должен высыхать. Если электрод показывает медленное время стабилизации, нестабильные показания или трудности с калибровкой, возможно, пришло время очистить электрод.Лучшим чистящим раствором является тот, который более избирательно взаимодействует с загрязнениями (т.е. жиры и масла следует очищать неионным раствором поверхностно-активного вещества или метанолом). После очищающего раствора электрод следует промыть деионизированной водой и хранить в растворе с подходящим pH. Стеклянную колбу можно очистить, смочив ее в теплой деионизированной воде.

Если электрод является многоразовым, он должен быть заполнен правильным раствором для наполнения электрода.Перед использованием убедитесь, что внутри электрода достаточно электролитов.

Характеристики

Типичные характеристики pH-электродов:

Температурная компенсация — Температурная компенсация очень важна для точного измерения pH; однако он не используется для измерения ОВП. Температура действительно влияет на потенциалы реакции для всех химических веществ, но истинный ОВП — это прямое измерение электронов, движущихся во время окислительно-восстановительной реакции, независимо от температуры.

Встроенный датчик температуры — Устройства имеют встроенный калибратор, который можно использовать для тестирования и регулировки.

Погружная или водонепроницаемая конструкция — Погружные электроды ОВП могут использоваться при испытаниях на воду.

Подходит для пищевых или санитарных применений — ОВП, используемые в пищевых или санитарных применениях, можно легко дезинфицировать между применениями, чтобы предотвратить загрязняющие вещества. ВНИМАНИЕ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Список литературы

Архитектура датчика pH

Как выбрать приборы для определения окислительно-восстановительного потенциала (ОВП)

Руководство по очистке и техническому обслуживанию pH-электрода

Кредиты изображений:

Склад испытательного оборудования | Омега Инжиниринг

Прочитать информацию о pH-электродах

Прорыв в области имплантации электродов в мозг

В течение почти девяти лет исследователи из Лундского университета работали над разработкой имплантируемых электродов, которые могут захватывать сигналы от отдельных нейронов в головном мозге в течение длительного периода времени, не вызывая повреждения тканей мозга.Теперь они на один большой шаг ближе к достижению этой цели, и результаты опубликованы в научном журнале Frontiers in Neuroscience .

Эта технология позволит понять функцию мозга как у здоровых, так и у больных людей.

«Есть несколько элементов, которые должны идти рука об руку, чтобы мы могли записывать нейронные сигналы из мозга с решающими результатами. Во-первых, электрод должен быть экологически чистым, то есть мы должны быть уверены, что он не причинит значительного повреждения ткани мозга.Во-вторых, электрод должен быть гибким по отношению к ткани мозга.

Помните, что мозг плавает в жидкости внутри черепа и перемещается, когда мы, например, дышим или поворачиваем голову.

Электрод и технология имплантации, которые мы сейчас разработали, обладают этими уникальными свойствами », — говорит профессор Йенс Шуэнборг, который вместе с доктором Линой Петтерссон руководил проектом.

Специализированные электроды исследователей Лунда, которые они называют трехмерными электродами, уникальны тем, что они чрезвычайно мягкие и гибкие во всех трех измерениях, что обеспечивает стабильную запись нейронов в течение длительного времени. много времени.

Электрод настолько мягкий, что отклоняется от поверхности воды. Чтобы имплантировать такие электроды, исследователи разработали метод инкапсуляции электродов в твердый, но растворимый желатиновый материал, который также очень бережно воздействует на мозг.

«Эта технология сохраняет электроды в их первоначальной форме внутри мозга и позволяет отслеживать, что происходит внутри практически нетронутой и нормально функционирующей ткани мозга», — говорит Йохан Агорелиус, докторант проекта.

До сих пор разработанные гибкие электроды не могли сохранять свою форму при имплантации, поэтому они были зафиксированы на твердом чипе, который, помимо прочего, ограничивал их гибкость. Другие типы электродов, которые используются, намного жестче. В результате в обоих случаях они трутся о ткани мозга и раздражают их, а нервные клетки вокруг электродов погибают.

«Сигналы тогда вводят в заблуждение или полностью исчезают. Наша новая технология позволяет нам имплантировать столько гибких электродов, сколько мы хотим, и сохранять точную форму электрода в мозге », — говорит Йохан Агорелиус.

«Это создает совершенно новые условия для нашего понимания того, что происходит внутри мозга, и для разработки более эффективных методов лечения таких заболеваний, как болезнь Паркинсона и хронические болевые состояния, чем можно достичь с помощью современных методов», — заключает Йенс Шуэнборг.

Глубокая стимуляция мозга безопаснее для пациентов с новым МРТ-совместимым электродом

ИЗОБРАЖЕНИЕ: Это параллельный вид тонкопленочных электродов из платины (слева) и стеклоуглерода (справа) для глубокой стимуляции мозга.посмотреть еще

Кредит: SDSU

Представьте, что в ваш мозг вживляют электрод во время хирургической процедуры, которая включает в себя просверливание отверстий в черепе для его имплантации. А теперь представьте, что вы проходите МРТ для медицинского обследования, когда металлический электрод может реагировать на магнитные поля и вибрировать, выделять тепло или даже, возможно, повреждать мозг.

Это реальность, с которой могут столкнуться пациенты, нуждающиеся в глубокой стимуляции мозга.

Итак, исследование опубликовано ноябрь.18 в Nature Microsystems & Nanoengineering описывает многообещающее усовершенствование процедуры, разработанной инженерами государственного университета Сан-Диего в сотрудничестве с исследователями из KIT, Германия. Исследовательская группа SDSU создала стеклоуглеродный электрод в качестве альтернативы металлической версии, и новые результаты показывают, что он не реагирует на сканирование МРТ, что делает его более безопасным.

Впервые разработанная в 2017 году в лаборатории MEMS исследователя Сэма Кассегна в SDSU, углеродная версия предназначена для более длительного пребывания в мозге без коррозии или разрушения, а также для излучения и приема более сильных сигналов.В 2018 году исследователи показали, что, хотя металлический электрод разрушается после 100 миллионов циклов воздействия на него электрических импульсов, стеклоуглеродный материал пережил 3,5 миллиарда циклов.

Глубокая стимуляция мозга — когда электроды, имплантированные в мозг, вырабатывают электрические импульсы, контролирующие ненормальные движения, — все чаще используется для людей с двигательными расстройствами, которые не поддаются лечению, например, для пациентов с болезнью Паркинсона, тремором и неконтролируемыми мышечными сокращениями. как дистония.

Его также рассматривают при черепно-мозговой травме, наркомании, слабоумие, депрессии и других состояниях, поэтому возможности его применения огромны.

До сих пор электроды изготавливались из тонкопленочного оксида платины или иридия. Но такие электроды на металлической основе могут выделять тепло, мешать изображениям МРТ, создавая яркие пятна, которые блокируют обзор исследуемой области мозга, и могут намагничиваться и двигаться или вибрировать, когда пациенты проходят сканирование, вызывая дискомфорт.

Углерод безопаснее

«Наши лабораторные испытания показывают, что, в отличие от металлического электрода, стеклоуглеродный электрод не намагничивается МРТ, поэтому он не раздражает мозг пациента», — сказал Сурабхи Нимбалкар, первый автор и кандидат наук.

Кроме того, он может считывать как химические, так и электрические сигналы из мозга, в то время как электроды на основе металла могут считывать только электрические сигналы, поэтому углеродный материал является мультимодальным, а также совместим с МРТ.

«Предполагается, что он будет встроен на всю жизнь, но проблема в том, что металлические электроды изнашиваются, поэтому мы думаем, как продлить его срок службы», — сказал Кассегне, старший автор и профессор машиностроения в SDSU. «По сути, углеродный тонкопленочный материал является однородным или представляет собой один сплошной материал, поэтому у него очень мало дефектных поверхностей. Платина имеет металлические зерна, которые становятся слабыми местами, уязвимыми для коррозии».

Сотрудники KIT разработали новый прибор, позволяющий точно измерять вибрации во время МРТ.Работая с командой SDSU, они смогли протестировать новые угольные электроды прямо в сканере МРТ и подтвердить, что это более безопасная и лучшая альтернатива.

«Я был взволнован, увидев, что наш прибор для измерения вибрации позволяет провести этот совершенно новый сравнительный анализ реальных электродов, что облегчает анализ рисков», — сказал Эрвин Фюрер, первый автор статьи, недавно защитивший докторскую диссертацию в KIT.

Fuhrer сосредоточился на разработке оборудования и приложений для испытаний на безопасность МРТ.Это сотрудничество впервые позволило провести обширное тестирование электродов на предмет различных взаимодействий.

«Наши результаты моделирования подкрепили наши экспериментальные результаты и поддержали дополнительное понимание вовлеченных процессов», — сказал соавтор Педро Силва, аспирант лаборатории Корвинка.

Междисциплинарное сотрудничество

Кассегне, обладающий патентом на процесс изготовления электродов, работал над тонкопленочным углеродом в своей лаборатории более 10 лет, но стал участвовать в настройке его для неврологических приложений, когда его сотрудники из Вашингтонского университета и Массачусетса Институт технологий обратился к нему за его опытом в области микро- и нанотехнологий.

Вместе эти три учреждения являются частью Центра нейротехнологий, финансируемого Национальным научным фондом, который занимается поиском новых способов помочь головному и спинному мозгу заживать и восстанавливаться после травм.

Группа микро-МРТ в KIT, возглавляемая Яном Корвинком, работает над технологиями МРТ для мозга, в частности над микроскопией МРТ, что является важным условием для анализа поведения этих маленьких электродов с детализацией с высоким разрешением. Кассегне и Корвинк встретились на конференции и решили вместе работать над проектом.

«Изобретать способы заставить аппарат МРТ видеть больше деталей мозга — наша ключевая миссия», — сказал Корвинк, соавтор исследования.

Нимбалкар, докторант лаборатории Кассегне, имеющий два патента на рассмотрении, занимается разработкой и изготовлением электродов, совместимых с процессом МРТ. Она работала с Марти Серено, директором центра МРТ SDSU, чтобы проверить углеродный материал.

«Мы сканировали электроды с использованием различных методов последовательности изображений и обнаружили, что стеклоуглерод вызывает гораздо меньшее искажение изображения», — сказал Серено.«Металл нарушает магнитное поле, вызывая искажения, но углеродное волокно имеет меньше индуцированных токов в магнитном поле, поэтому оно не оказывает никакого воздействия на сам электрод, что является преимуществом, поскольку оно внедрено в мягкие ткани мозга. »

После завершения лабораторных испытаний сотрудники Кассегне по клинической части теперь будут проверять угольные электроды на пациентах, в то время как Нимбалкар и Кассегне работают над испытаниями различных форм угля, которые будут использоваться в будущих электродах.

###

.