本文應(yīng)用計算和生產(chǎn)效果驗證相結(jié)合的方法,研究了幾何因素中的輔助陽極、絕緣隔板和電化學(xué)因素中的電鑄主槽回液管出口流速對電鑄鎳版均勻性的影響。通過計算分析陽極板尺寸、陽極板間距、陽極板數(shù)量對電鑄鎳版均勻性的影響,分別提出了相應(yīng)的改進(jìn)方案:針對輔助陽極提出將原本一塊整體的電鑄鎳版陽極板分解成5個獨(dú)立的小陽極板,小陽極板尺寸為100X 1100mm,板間距為100mm。此項改進(jìn)方案使鎳版厚度均方差從447μm降到409μm,降低了 8.5%,鎳版厚度極差從1419μm降到了 1323μm,陽極總重量下降了 54.2%。針對絕緣隔板提出將絕緣隔板中心開方孔四周開7列不同尺寸輔助圓孔。此項改進(jìn)方案使鎳版厚度均方差從409μm降到27μm,降低了 93.4%,鎳版厚度極差從1323μm降到108μm。針對主槽回液管出口流速提出將回液管出口孔徑設(shè)為從16mm到6mm差值為1的等差遞減數(shù)列,孔間距設(shè)為從2mm到20mm差值為2的等差遞增數(shù)列。此項改進(jìn)方案使鎳版厚度均方差從27μm降到16μm,降低了 40.7%,鎳版厚度極差從108μm降到74μm。本項目通過對添加輔助陽極、陰極與陽極間添加絕緣隔板、調(diào)... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１電鑄原理示意圖??Ｆｉｇ．?２－１?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｆｏｒｍｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ??

?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???陰極表面區(qū)域??／?丁生長??陰／?ｙ?鑄??極７棚個電子?液??／」＾?Ｉ轉(zhuǎn)移??／?？???姚?—移??圖２－２電鑄陰極鎳沉積過程示意圖??Ｆｉｇ．?２－２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｅｌｅｃｔｒｏｆｏｒｍｉｎｇ?Ｃａｔｈｏｄｅ?Ｎｉｃｋｅｌ?Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ?Ｐｒｏｃｅｓｓ??在電鑄鎳陰極沉積過程中，電源電壓、電極電位、陰極表面雙電層、陰極電流密??度、鎳晶體形成動力學(xué)、電鑄液層傳質(zhì)動力學(xué)、電鑄液成分、電鑄液溫度等因素都會??影響陰極鎳沉積過程。??２．１．２電鑄鎳基本定律??電解定律原名為法拉第定律。法拉第定律是由第一定律和第二定律所組成［３９］。??（１）法拉第第一定律。當(dāng)電流流過電鑄液時，電沉淀在陰極（芯模）上的金屬??的質(zhì)量ｗ與流過電鑄液的總電量ｑ成比例。??ｍ?＝?ｋＱ?＝?ｋｉｔ?＝?ｋＪＳｔ???（２－１）??式中：??ｍ?一電極上析出的物質(zhì)質(zhì)量（ｇ）；??Ｑ?一通過電解液的電荷量（Ｃ）；??ｋ?一元素的質(zhì)量電化學(xué)當(dāng)量（ｇ／Ｃ）；??Ｉ?一通過電解槽的電流強(qiáng)度（Ａ）；??ｔ?—通電時間（ｓ）；??Ｊ?一電流密度（Ａ／ｍ２）；??Ｓ?—截面面積（ｍ２）。??（２）法拉第第二定律。當(dāng)電流流過電鑄液時，任何物質(zhì)在陰極上沉淀ｌｍｏｌ當(dāng)量??所需的電量都是相同的，這不是由物質(zhì)自身特性所決定的。因此，在電極芯模處沉淀??ｌｍｏｌ當(dāng)量材料所需的電子量稱為法拉第常數(shù)，用Ｆ表示。??Ｆ?ｗ?９６４８５（?Ａｓ／?ｍｏｌ，?Ｃ?／?ｍｏｌ）?？?１６０８．３（?Ａ?？?ｍｉｎ／?ｍｏｌ）??可見：??電鑄過程中，在陰極上析出任何物質(zhì)的質(zhì)量與通過

?第二章電鑄鎳版生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)工藝???式中：??￡?一被測電極的平衡電極電位（Ｖ）；??一氣體狀態(tài)常量（Ｊ／?（Ｋ－ｍｏｌ））；??ｒ?一絕對溫度（Ｋ）；??Ｆ?—法拉第常數(shù)（Ｃ／ｍｏｌ）；??—鎳離子在溶液中活度。??當(dāng)電鑄液溫度為２９８．１５Ｋ時，７＼?／？、Ｆ均為常數(shù)，艮Ｐ：??Ｅ?？?—０．２５?＋?０．０３?Ｉｎ?ａ???（２－１５）??有電流從陰極上流過時，陰極的平衡狀態(tài)會被打破，陰極電位會發(fā)生負(fù)向偏移，??這種情形被稱作電極極化［４２］。??在電鑄鎳過程中，電子在陰極堆積的足夠多使得陰極電位達(dá)到鎳沉淀的電位時，??陰極會發(fā)生鎳電沉積。在電化學(xué)極化環(huán)境下，電鑄層具有結(jié)構(gòu)緊湊、表面光滑的特點(diǎn)。??濃差極化環(huán)境中電鑄，電鑄層具有疏松多孔或海綿狀鍍層等特點(diǎn)。電鑄鎳板主要用于??凹版印刷，所以電鑄鎳版是在電化學(xué)極化環(huán)境下電鑄的。??２．２電鑄鎳生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)工藝??２．２．１電鑄鎳版生產(chǎn)設(shè)備??電鑄生產(chǎn)設(shè)備。電鑄生產(chǎn)設(shè)備是電鑄鎳版的主要加工工具，其集成了電鑄電源、??電鑄主槽、電鑄輔槽、電鑄循環(huán)過濾裝置、電鑄液溫控裝置、電鑄液循環(huán)系統(tǒng)等設(shè)備。??電鑄鎳版是在電鑄主槽中進(jìn)行電鑄生產(chǎn)的。電鑄鎳生產(chǎn)設(shè)備見圖２－４。??圖２－４電鑄鎳生產(chǎn)設(shè)備??Ｆｉｇ．?２－４?Ｅｌｅｃｔｒｏｆｏｒｍｉｎｇ?Ｎｉｃｋｅｌ?Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ??１５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]微透鏡陣列模芯的電鑄厚度均勻性研究[D]. 馬鑫.中南大學(xué) 2013
[2]微電鑄的工藝技術(shù)研究[D]. 聶時振.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[3]有限元仿真分析中載荷施加技術(shù)及其在低壓斷路器開發(fā)中的應(yīng)用[D]. 林小夏.浙江大學(xué) 2007



本文編號：3304651