مطالعات الکتروشیمی و مراحل مطالعه

مطالعات الکتروشیمی و مراحل مطالعه

مطالعات الکتروشیمی و مراحل مطالعه
مطالعات امپدانس متناوب، ثابت ، امپدانس متناوب، وابسته به زمان ، و ولتامتری چرخه‌ای با ماژول طراحی باتری، ماژول خوردگی، ماژول الکتروشیمی، ماژول رسوب‌دهی الکترومغناطیسی، یا ماژول پیل سوختی و الکترولیزور در دسترس هستند.
مطالعات هندسه ثابت وابسته به زمان با مقدار اولیه و وابسته به زمان با مقداردهی اولیه با ماژول رسوب الکتریکی یا ماژول خوردگی در دسترس هستند.
امپدانس AC، مقادیر اولیه
مطالعه امپدانس AC، مقادیر اولیه ( ) برای محاسبات طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) در سلول‌های الکتروشیمیایی استفاده می‌شود.
این مطالعه از یک مرحله مطالعه اختلال دامنه فرکانس منفرد تشکیل شده است که یک اغتشاش خطی هارمونیک را حل می کند. از این مطالعه برای سلول های الکتروشیمیایی استفاده کنید که محلول حالت پایدار از قبل مشخص باشد. خروجی ها نمودارهای Nyquist و Bode برای الکترودهای انتخابی در محدوده فرکانس مشخص شده هستند.
امپدانس متناوب، ثابت
مطالعه امپدانس AC، Stationary ( ) برای محاسبات طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) در سلول‌های الکتروشیمیایی استفاده می‌شود.
این مطالعه از دو مرحله مطالعه تشکیل شده است: یک مرحله مطالعه ثابت و به دنبال آن یک مرحله مطالعه اختلال دامنه فرکانس ، که یک اغتشاش خطی هارمونیک حل غیر خطی ثابت را حل می کند. خروجی ها نمودارهای Nyquist و Bode برای الکترودهای انتخابی در محدوده فرکانس مشخص شده هستند.
 
با هر یک از این ماژول ها – ماژول طراحی باتری، ماژول خوردگی، ماژول الکتروشیمی، ماژول رسوب الکتریکی، یا ماژول پیل سوختی و الکترولایزر – نمونه طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی موجود در کتابخانه های کاربردی مربوطه را ببینید.
امپدانس AC، وابسته به زمان
مطالعه امپدانس AC، وابسته به زمان ( ) برای محاسبات طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) در سلول‌های الکتروشیمیایی استفاده می‌شود.
این مطالعه از دو مرحله مطالعه تشکیل شده است: یک مرحله مطالعه وابسته به زمان و به دنبال آن یک مرحله مطالعه اختلال دامنه فرکانس ، که اغتشاش هارمونیک راه حل وابسته به زمان را در آخرین مرحله زمانی حل می کند. این مطالعه را می توان برای سیستم هایی که راه حل ثابتی ندارند، به عنوان مثال باتری ها استفاده کرد. خروجی ها نمودارهای Nyquist و Bode برای الکترودهای انتخابی در محدوده فرکانس مشخص شده هستند.
 
اغتشاش هارمونیک، آنالیز پیش تنیده، و آنالیز سیگنال کوچک
ولتامتری چرخه ای
مطالعه ولتامتری چرخه ای ( ) برای محاسبات گذرا آزمایش های ولتامتری همراه با رابط الکتروآنالیز استفاده می شود.
هنگامی که این مطالعه اضافه می شود، یک مرحله مطالعه ولتامتری چرخه ای به مدل ساز اضافه می شود. مرحله مطالعه یک حل کننده وابسته به زمان را تنظیم می کند. تنظیمات اولیه و حداکثر زمان حل کننده گام بر اساس تنظیمات در واسط Electroanalysis است و یک شرط توقف به حل کننده اضافه می شود تا شبیه سازی در پایان چرخه ولتامتری متوقف شود. تنظیمات برای گره Time Dependent توضیح داده شده است .
 
اگر واسط Electroanalysis حاوی هیچ گره Electrode Surface با تنظیمات ولتامتری چرخه ای فعال نباشد، هیچ شرایط توقفی به حل کننده اضافه نمی شود. شبیه‌سازی ولتامتری را می‌توان با استفاده از مرحله مطالعه وابسته به زمان نیز انجام داد.
 
با هر یک از این ماژول ها – ماژول طراحی باتری، ماژول خوردگی، ماژول الکتروشیمی، ماژول رسوب الکترونی، یا ماژول پیل سوختی و الکترولیزور – نمونه ولتامتری چرخه ای در یک ماکروالکترود در یک بعدی را ببینید که از کتابخانه های کاربردی مربوطه موجود است.
ثابت با مقداردهی اولیه
مطالعه Stationary with Initialization برای مسائل الکتروشیمیایی ساکن استفاده می شود. این مطالعه از دو مرحله مطالعه تشکیل شده است: یک مرحله مطالعه راه‌اندازی توزیع فعلی، که تنها برای میدان‌های بالقوه حل می‌شود، و سپس یک مرحله مطالعه ثابت دوم، که برای آن میدان محاسبه‌شده توسط مرحله مطالعه اول به عنوان مقادیر اولیه استفاده می‌شود.
وابسته به زمان با مقداردهی اولیه
مطالعه وابسته به زمان با مقدار اولیه ( ) می تواند برای انجام شبیه سازی گذرا سلول های الکتروشیمیایی استفاده شود. این مطالعه یک مرحله مطالعه اولیه توزیع فعلی و مرحله مطالعه وابسته به زمان را به گره مطالعه اضافه می کند. مرحله راه‌اندازی کنونی پتانسیل‌های الکترود و الکترولیت و همچنین همه متغیرهای جهانی وابسته به ODE را حل می‌کند. تمام متغیرهای وابسته دیگر در مدل، مانند غلظت ها و تغییر شکل الکترود، در این مرحله روی مقادیر اولیه تنظیم می شوند. مرحله وابسته به زمان یک شبیه‌سازی گذرا را برای همه متغیرهای وابسته در مدل انجام می‌دهد و از نتیجه اولین مرحله مطالعه به عنوان مقادیر اولیه استفاده می‌کند. برای اطلاعات تنظیمات به مراحل مطالعه مراجعه کنید.
وابسته به زمان با مقداردهی اولیه، هندسه ثابت
برای حذف اثرات تغییر شکل هندسه از مدل، از مطالعه وابسته به زمان با مقداردهی اولیه، هندسه ثابت ( ) استفاده کنید . این مطالعه شبیه به مطالعه وابسته به زمان با مقداردهی اولیه است ، با این تفاوت که مرحله دوم مطالعه وابسته به زمان برای متغیرهای وابسته تغییر شکل هندسه حل نمی شود. این مطالعه یک مرحله مطالعه راه‌اندازی توزیع جریان و مرحله مطالعه هندسه ثابت و وابسته به زمان را به گره مطالعه اضافه می‌کند. برای اطلاعات تنظیمات به مراحل مطالعه مراجعه کنید.
راه اندازی توزیع فعلی
مرحله مطالعه راه‌اندازی توزیع فعلی ( ) به Stationary with Initialization اضافه می‌شود . وابسته به زمان با مقداردهی اولیه، هندسه ثابت . و وابسته به زمان با مطالعات اولیه. می توانید از این مرحله مطالعه به عنوان مرحله اولیه سازی برای پتانسیل های الکتریکی و الکترولیت در شبیه سازی یک سلول الکتروشیمیایی استفاده کنید. مرحله مطالعه راه‌اندازی توزیع فعلی معمولاً با یک مرحله مطالعه دنبال می‌شود که همه متغیرهای وابسته را حل می‌کند.
مرحله مطالعه تنها حل ثابت متغیرهای وابسته بالقوه مدل را حل می کند، که به این معنی است که برای مسائل وابسته به غلظت (ثالثیه)، غلظت در حین حل این مرحله مطالعه برابر با اولیه متناظر آنها خواهد بود. تنظیم نوع توزیع فعلی را می توان روی Primary (پیش فرض) یا Secondary تنظیم کرد. اگر نوع توزیع فعلی روی Primary تنظیم شده باشد(که پیش‌فرض است)، از محدودیت‌های پتانسیل بر اساس پتانسیل تعادل گره‌های واکنش الکترود یا واکنش الکترود متخلخل در رابط‌های الکتروشیمی استفاده می‌شود. توجه داشته باشید که این به این معنی است که اگر از عبارات سینتیک الکترود تعریف شده توسط کاربر استفاده می‌کنید، باید مقادیر پتانسیل تعادلی را نیز ارائه دهید تا هنگام تنظیم روی Primary به درستی کار کند . مرحله اولیه معمولاً منجر به یک مسئله خطی می شود که صرف نظر از تنظیمات مقادیر اولیه برای متغیرهای بالقوه، تنها در یک تکرار همگرا می شود.
برای حالت اولیه، و اگر چندین واکنش الکترود یا واکنش الکترود متخلخل در یک مرز/دامنه استفاده شود، می‌توانید با استفاده از تنظیمات در بخش کنترل پتانسیل تعادل (شرایط اولیه) در گره‌های سطح الکترود یا الکترود متخلخل.
تنظیمات ثانویه ممکن است برای مشکلاتی که افت اهمی در الکترولیت ناچیز است استفاده شود، مانند حفاظت کاتدی، پتانسیل مخلوط، یا رسوب نازک ویفر با مشکلات هدایت الکترونیکی جانبی هنگام استفاده از مقداردهی اولیه ثانویه ، تنظیمات مقادیر اولیه مقادیر بالقوه ممکن است برای همگرایی بسیار مهم باشد.
تنظیمات باقی مانده برای این مرحله مطالعه برای گره ثابت توضیح داده شده است .
 
با ماژول رسوب دهی الکترونی، به رسوب الکتریکی روی ویفر با الگوی مقاومتی ، مسیر کتابخانه کاربردی Electrodeposition_Module/Tutorials/resistive_wafer مراجعه کنید .
وابسته به زمان، هندسه ثابت
مرحله مطالعه وابسته به زمان ، هندسه ثابت ( ) به مطالعه وابسته به زمان با مقداردهی اولیه، هندسه ثابت اضافه می شود . از آن برای حذف متغیرهای تغییر شکل/ALE ( X ،  Y ،  Z ) از متغیرهایی که در مرحله مطالعه حل شده‌اند، استفاده کنید. اگر می خواهید یک مشکل رسوب الکتریکی یا خوردگی وابسته به زمان را برای مواردی که انتظار می رود تغییر شکل مش کوچک باشد شبیه سازی کنید، این یک مرحله مطالعه مناسب است. تنظیمات موجود برای این مرحله مطالعه برای گره وابسته به زمان توضیح داده شده است .