电化学光整加工的进展及其应用

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电化学合成技术的研究进展

电化学合成技术的研究进展

电化学合成技术的研究进展电化学合成技术是一种新兴的绿色化学合成技术,通过电流作用下的化学反应来合成化学品。

相比传统化学合成技术,电化学合成技术具有环保、高效的特点,并且能够在合成过程中控制化学反应的选择性和效率,因此受到了越来越多的关注。

本文将对电化学合成技术的研究进展进行探讨。

一、电化学合成技术的研究背景和意义电化学合成技术的出现得益于工业化进程所带来的环境问题日益突出。

传统化学合成技术使用大量的有机溶剂,产生大量的废水和废气,对环境造成巨大压力。

与此相比,电化学合成技术是一种绿色、环保的化学合成技术,能够在无机电极的作用下直接将电子转移给反应物,从而实现环境友好型的化学合成过程。

同时,在实现绿色化合成的同时,电化学合成技术还具有高效化、可控性等优点。

由于化学反应发生在电极表面,因此可以直接控制反应情况和反应速度。

同时,通过调节反应条件,也能够实现反应产物的选择性。

因此,电化学合成技术拥有广阔的应用前景,特别是在高科技材料的制备和新能源储存领域。

二、电化学合成技术的研究现状目前,电化学合成技术已成为化学合成领域的研究热点之一。

自上世纪初克服了电极表面氧化物的问题开始,电化学合成技术就逐渐发展起来。

近年来,随着化学合成技术的不断进步和绿色环保意识的提高,电化学合成技术也取得了重要进展,涵盖了各个化学领域。

在合成材料领域,电化学合成技术被广泛用于钙钛矿太阳能电池的制备。

传统的制备方法需要高温高压反应,而电化学合成技术可以在室温下制备钙钛矿太阳能电池,具有更低的制备成本和更短的制备时间。

同时,在电催化领域,电化学合成技术也被广泛用于催化剂的制备,特别是贵金属催化剂的制备,通过电化学合成技术可以大大降低催化剂的成本。

在有机合成领域,电化学合成技术也有着广泛的应用。

例如,利用电化学合成技术可以实现对非对称的有机分子的高选择性合成。

另外,电化学还被用于药物合成,通过控制电化学反应条件和电化学反应体系,可以实现更快捷,更高效的药物生产过程。

数控电解修磨抛光技术研究与应用

数控电解修磨抛光技术研究与应用

所需 的工作环境 ;利用遥控 、遥现等科 学手段进行 加工 与检测 ,以消除人 为的影 响因素 ;空气 、切削液等恒 温
方法的研 究。
化无杂质的材料 , 加工后残余应力要 小 ,能长期保持 尺
寸精度的稳定性。 ( )工件检测 精密测量与加工一样重要 。对 于微 4
( )操作者 的技艺 操作 者不但要 有高超 的技艺 , 7 而且要有较宽 的知识面 ,懂得 机械 、电子 、计算机 、物

L趑亟 蚕l ; 。 蛋 蒸 l 雪
数 控 电解 修 磨 抛 光 技 术 研 究 与应 用
河南科技学院 ( 乡 新 4 30 ) 王振宁 5 03 侯 凯歌 元 国伟
随着工业设备和产品不断地 向精密化方 向发展 ,传
统加工 方法 在有 些领 域 已经很 难胜 任 高精 度 的加工 要 求 ,特别是 对复 杂形 状 的模具 精 密抛 光 的问题 尤 其 突 出 ,因此新型修磨抛光加工工 艺的研究就有着重 要的意 义。作 为新型加工技术之一 的电化 学光整加工 以其加工 效 率高 、工具无损耗 、加工后工件 表面无热影 响层 、结 构表面光滑 、无 内应 力 、无裂纹 、加工 不受材料 硬度 的
理工序。
被加工材料的性 能 ( 如化学成 分 、物理 和力 学性 能等 )
也是影响加工精度和表面粗糙度 的重要 因素之一 。材料
的选择是 以纳米级 的表面质量为前提 的,可称之为 “ 微 加工性 ” ,影响微加工 性的 因素有 :材料 与金刚石 的 内
( )工作环境 6
微 细切削加工的工作 环境是保证加
并形成很薄的一层氧化膜 ,这层氧化膜 电阻很大但很软 ,
限制等优点 ,在光整加工领域 中得 到快速 的发展 。但 是

电化学加工

电化学加工

电化学加工摘要:电化学进行加工的各种方法的研究。

电化学加工是通过化学反应去除工件材料或在其上镀覆金属材料等的特种加工。

近几十年来,借助高新科学技术,在精密电铸、复合电解加工、电化学微细加工等发展较快。

目前电化学加工已成为一种不可缺少的微细加工方法,并在国民经济中发挥着重要作用。

关键词:电化学加工、微细加工、一、电化学加工的发展历程早在1834年法拉利发现了电化学作用原理,后又开发出如:电镀,电铸,点解加工等化学方法,并在工业上得到广泛的应用。

中国在20世纪50年代就开始应用电解加工方法对炮膛进行加工,现已广泛应用于航空发动机的叶片,筒形零件、花键孔、内齿轮、模具、阀片等异形零件的加工。

近年来出现的重复加工精度较高的一些电解液以及混气电解加工工艺,大大提高了电解加工的成型精度,简化了工具阴极的设计,促进了电解加工工艺的进一步发展。

利用电化学反应对金属材料进行加工的方法。

与机械加工相比,电化学加工不受材料硬度、韧性的限制,已广泛用于工业生产中。

常用的电化学加工有电解加工、电磨削、电化学抛光、电镀、电刻蚀和电解冶炼等。

电化学加工的基本原理是用两片金属作为电电极,通电并浸入电解溶液中,形成通路。

导线和溶液中均有电流通过。

但是金属导线和电解溶液是两类性质不同的导体,前者是靠自由电子在外电场大的作用下沿一定方向移动导电的:后者是靠溶液中正、负离子移动而导电的,是离子导体。

当上述两类导体形成通路时,在金属片和溶液的界面上产生交换电子的反应,机电化学反应。

二、电化学加工的基本原理和特点基本原理:电化学加工的基本原理是用两片金属作为电极,通电并浸入电解溶液中,形成通路。

导线和溶液中均有电流通过。

但是金属导线和电解溶液是两类性质不同的导体,前者是靠自由电子在外电场大的作用下沿一定方向移动导电的:后者是靠溶液中正、负离子移动而导电的,是离子导体。

当上述两类导体形成通路时,在金属片和溶液的界面上产生交换电子的反应,机电化学反应。

光电化学技术的研究现状及应用

光电化学技术的研究现状及应用

光电化学技术的研究现状及应用随着科技的不断进步,光电化学技术被越来越多地应用于各个领域,例如环境保护、能源产出、电化学合成和生物医药等。

本文将探讨光电化学技术的研究现状及应用。

一、光电化学技术的基础原理光电化学技术是一种相对较新的领域,其基础原理是将阳光或其他原始能源转化为化学反应过程中所需要的电能。

这种技术依赖于光激发引起的电化学过程,其本质上就是将化学能转化为电能。

具体来说,光电化学技术是以光为能量源,通过光化学反应的转化作用,将化学反应的能量转化为电能。

光电化学反应的基本流程包括激发、电离、联合等三个步骤,每个步骤是非常关键的。

在激发过程中,光子会激发物质中的电子,使其获得能量而脱离原子核。

在电离过程中,电子与阳离子结合,并脱离原子核,形成新化合物。

最后,在联合过程中,新化合物会重新组合形成新的原子或分子,同时释放出电子,这些电子被用于产生电力。

二、光电化学技术的研究现状目前,光电化学技术的研究主要有三个方向:光电化学催化,光电化学电池和光电化学传感器。

1、光电化学催化光电化学催化是光电化学技术在化学反应的催化领域的应用,在化学催化领域中,光电化学催化可以使用光电催化的方法和技术,将化学反应的过程加速,从而节省耗能量和成本。

例如,在有机化学反应中,使用光电催化的方法可以提高化学反应的效率、选择性和速度。

2、光电化学电池光电化学电池是利用太阳能或其他光源产生的电能,通过反应将这种能量转化为电能的一种设备。

它是一种能够长时间运作并且不需要外部电源来维持的绿色能源设备,因此在环境保护和清洁能源的发展方面有广泛的应用。

3、光电化学传感器光电化学传感器是以光为信号源,将光和化学反应相结合的传感器。

它利用光的敏感性,对照化学反应的信息进行检测,从而实现物质和环境的监测和诊断,例如在环境保护、生物医药、食品等领域都有应用。

三、光电化学技术的应用光电化学技术有着广泛的应用领域,例如:1、环境保护光电化学技术可以消除空气和水污染物,例如:利用光电化学反应清除有害气体或者利用太阳能驱动化学反应来进行废水处理。

电化学光整加工技术及在航空制造领域的应用探讨

电化学光整加工技术及在航空制造领域的应用探讨

电化学光整加工技术及在航空制造领域的应用探讨庞桂兵【摘要】介绍了轴承、齿轮、液压阀门、金属管道、自由曲面等几种典型机械零部件表面的电化学光整加工技术.根据航空飞行器性能要求,分析了电化学光整加工技术在航空飞行器特别是航空发动机方面的应用前景,以及需要解决的关键技术问题.%This paper introduces the electrochemical finishing of several components such as bearings, gears, hydrau-lic valves, metal pipes, free-form surfaces and so on. According to the requirements of aircraft performance, the application prospects of the electrochemical finishing technology in aircraft, especially in aeroengine, are discussed and the key technical problems to be solved are analyzed.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2018(061)003【总页数】7页(P26-32)【关键词】航空;电化学加工;电化学机械加工;光整加工;机械零部件【作者】庞桂兵【作者单位】大连工业大学机械工程与自动化学院,大连 116034【正文语种】中文航空航天器技术密集、结构复杂,尤其是航空发动机,承受高温、高速、高压和重载荷,工作条件复杂恶劣,要求其零部件使用寿命长和高可靠性。

飞行器的高推重比、大负载运输对发动机零件、传动部件等性能提出了苛刻甚至迫近材料极限使用性能的要求[1]。

这类零部件材料大多采用高温合金、钛合金等难加工材料制造,精度要求高,技术条件严格,对零件表面质量及完整性要求极高,其加工质量直接影响到发动机的使用寿命和可靠性,表面光整加工技术能有效改善零件表面质量及完整性,成为提高航空发动机零件质量的重要手段[2]。

电化学抛光技术的应用及发展_赵峰

电化学抛光技术的应用及发展_赵峰

第19卷第2期2009年6月陕西国防工业职业技术学院学报Journal of Shaanxi Institute of TechnologyVol .19No .2Jun .2009收稿日期:2009-03-23作者简介:赵峰(1980-),男,硕士、助教,主要从事化工专业方面的教学和研究工作。

电化学抛光技术的应用及发展赵 峰,杨艳丽(陕西国防工业职业技术学院,陕西西安 710300)摘 要:介绍了电化学抛光技术的原理和特点,分析了影响电化学抛光效果的主要因素,简要阐述了电化学抛光技术的应用,进一步展望了电化学抛光技术将会由单一型向复合型转化的发展潜力。

关键词:电化学;抛光;特点中图分类号:T Q171.6+84 文献标识码:A 文章编号:9474-(2009)02-0039-030 引言电化学抛光是指在一定电解液中金属工件的阳极溶解,从而使其表面粗糙度下降、光亮度提高,并产生一定金属光泽的表面光整技术。

目前,该技术已在金属精加工、金属样品制备及需要控制表面质量与光洁度的领域获得了极其广泛的应用,显示出机械抛光及其它表面精加工技术无法媲美的一些优点,如效率高、表面无加工硬化层、无内应力作用、耐腐蚀等[1]。

1 电化学抛光的原理电化学抛光是金属阳极溶解的独特电解过程,它受众多可变因素的影响。

根据阳极金属的性质、电解液组成、浓度及工艺条件的不同,在阳极表面上可能发生下列一种或几种反应[2]:(1)金属氧转化成金属离子溶人到电解液中MeMen ++ne(2)阳极表面生成钝化膜Me +nOH -12Me 2O n+n 2H 2O +ne(3)气态氧的析出4OH-O 2+2H 2O +4e(4)电解液中各组分在阳极表面的氧化电化学抛光后的阳极表面状态主要取决于上述4种反应的强弱程度。

然而,由于电化学抛光过程的复杂性,至今提出的各种电化学抛光机制,例如粘性膜理论和钝化膜理论,均存在一定的局限性。

2 电化学抛光工艺及特点2.1 设备及工艺流程[3]设备有:电解槽、清洗槽、阳极架辅助阴极(铅板、石墨板)、直流电源等。

电化学砂带光整工艺在曲轴抛光加工中的应用

电化学砂带光整工艺在曲轴抛光加工中的应用

431 电化学砂带光整加工的基本思想在机械加工中旨在提高零件表面质量为目的各种加工方法、加工技术,称为表面光整加工技术,简称光整加工技术。

电化学砂带光整加工是以电化学阳极溶解原理为基础,去除规律遵循法拉第电解定律,再配合砂带的机械磨削作用,两者结合达到对金属工件光整加工的目的。

在电化学砂带光整加工工艺中,影响最终加工结果的工艺参数很多,各种加工参数的优选则是达到良好加工结果的重要途径。

而在电化学砂带光整加工过程中,工艺参数对加工结果的影响并不是独立的,彼此之间也相互关联,因此,单因素实验不能完全准确地反映各个因素对加工结果的影响,必须将影响电化学砂带光整加工的各种因素,包括电解液成分、浓度及温度、电流密度、加工间隙、零件原始表面粗糙度、加工时间、砂带型号、砂带速度、砂带和工件接触压力等,进行整合试验,找到一种生产中切实可行的电化学砂带光整加工工艺。

2 电化学砂带光整加工主要设备选择2.1 机床的选择在曲轴电化学砂带光整加工中,机床主要起到如下作用:提供不同的回转速度;保证工件在光整加工中处于稳定的工作状态;便于操作。

基于以上要求,我们选择了由大连机床集团有限公司生产的CDL6136高速卧式车床,可提供12级主轴转速,分别为32、62、140、160、230、270、320、450、720、1000、1400、2000(rpm)。

2.2 电源的选择在光整加工系统中,除了机床设备外,电源也是一个关键设备,它的规格决定了电化学光整加工的效果和加工效率。

所以根据曲轴的尺寸和预期的加工效率选用了SMD-300D型数控脉冲电镀电源,其具体参数为:输出波形为方波,输出频率5~5000Hz,占空比为0%~100%,最大输出峰值电流300A,平均电流100A,输入电压220V。

2.3 砂带装置的选择在电化学光整加工系统中,砂带本身的特点和工作方式与曲轴的光整加工质量存在直接的联系。

砂带不仅在磨削过程中要对曲轴施加合适的压力,还要保证砂带在金属表面均匀地移动,只有这样才能获得理想的加工表面。

电化学机械光整加工技术的研究

电化学机械光整加工技术的研究
( )机 械 光 整 加 工 a

( )电 化 学 光 整 加 工 b
( ) 电 化 学 机 械 光 整 加 上 c
2 光 整 加 工 工 艺 简 介
光 整 加 工 工 艺 主 要 分 为 两 大 类 : 类 是 对 精 度 一
和 表 面 粗 糙 度 都 有 要求 的 光 整 加 工 , 超精 磨 削 、 如 镜 面 磨 削 等 ; 一 类 是 ห้องสมุดไป่ตู้对 表 面粗 糙 度 有 要求 , 另 而对 精 度 无 过 高 要 求 , 研 磨 、 磨 、 光 等 。 目前 , 用 比 如 珩 抛 应
械 光 整 加 工机 理 的研 究及 应 用 , 讨 并 定 性 地 说 明 了各 种 因 素 对提 高加 工 效 率及 质 量 的 影 响 。 探 关 键 词
A b t ac sr t
光 整 加 工 复 合 加 工 电 化 学
T hi a e ntod c s t e c a a t rs is, pp ia i o s p p r i r u e h h r c e itc a lc ton c ndii ton, de eo v l pm e r nd a pp i nt t e nd a l—
具 , 序 繁 多 , 且 每 道 工 序 的 运 动 轨 迹 及 相 对 运 动 工 并
到 表 面 微 观 形 貌 如 图 1 示 。随 着 功 率 电子 技 术 的 所 发 展 , 率 半 导 体 器 件 如 MOS E I B 绝 缘 栅 功 F T、G T( 双 极 性 晶 体 管 ) 问 世 , 频 ( Hz级 ) 脉 冲 ( 的 高 k 窄 s
级 ) 电流 ( A) 冲 电 源 的试 制 成 功 , 致 2 大 k 脉 导 0世 纪 9 0年 代 后期 光 整 加 工 工艺 的 重 大 突 破 , 出现 了 采 用 高 频 、 脉 冲 电 流 进 行 高 效 光 整 加 工 的新 工 艺 — — 窄 脉冲电化学机械 光整加工 。

脉冲电化学机械光整加工在Cr12MoV中的应用

脉冲电化学机械光整加工在Cr12MoV中的应用
件模 具 。 关键词 : 脉 冲电化 学 光整加工 模 具钢
中 图分 类 号 : T G 6 8 2
文 献标 识 码 : A
文章 编号 : 1 6 7 2 -3 7 9 1 ( 2 0 1 3 ) 1 2 ( a ) - O 0 8 4 - 0 1
在汽车生产 中 , 对覆盖 件中外板件( 车 门、 引 擎盖 ) 的尺寸 、 性 状 上 的 精 度 要 求 很 高, 尤其 对 高端 汽 车 中的 覆盖 模 具 的外 板 件 的精 度 要求 更加 高 , 如果 在一 把加 工工 艺 中 就 很 难 保 证 模 具 的 型 面 与 装 配 的精 度 。 汽车 覆盖件模 具的加 工过程 为 : 粗 铣
模具钢进行表 面质量试验。
有 时 间再 次 进 行 了 加 工 试 验 , 在脉 冲 占有 时间 、 脉 冲 间 歇时 间一 定 的 情 况 下 , 随 着脉 冲 占有 时 间增 加 , 表 面粗糙度值增加 。 可 以得 出 , 选 择 合 适 的加 工 参 数 , 可 以 得到均匀、 光滑, 无 明显 的 方 向性 的 模 具 钢
表面 。
3 结语
就各汽车 模具 企业现 有条件 , 他 们 完 全 可 以 采 用 电化 学 光 整 加 工 。 但 多 数 企 业 依然 沿用机械光 整加工 , 为促 进 脉 冲 电 化
1 试验条件
用C r 1 2 Mo V模 具 钢 作 阳 极 , 热 处 理 硬 度为6 0 HRC, 精加工后 , 表 面 粗 糙 度 值 为 R a 0 . 8 ; NNa NO * l Na C 1 混 合水 溶液 作 电解 液, 脉 冲频 率 5 ~2 0 k Hz , 脉 冲 宽度 l O - 2 0 0 S 的脉冲加 工电源 。

脉冲电化学光整加工技术的应用研究

脉冲电化学光整加工技术的应用研究
t , t.T e ma h n n r c p e n d a t g s o E F a e a ay e . Mo e v r h e h iu r r l e h c i i g p n i ls a d a v n a e fP C r n lz d (y i r o e ,t e tc nq e a e
wi i e e a e o d .I ’ o e h tPECF wi l y a mp  ̄a tr l n fn s i e a t n t e t n s v r ls c n s t S h p d t a h l p a n i o n oe i ihng k y p rs i l i h mo e ma u a trn n u t e . d m n fcu g i d sr s i i Ke wo d Pu s e to h mia n s i g;S e n te n y r s: le Elcr c e c lFiih n h e y Letr g;F n n e l i i e a d De p Ho e;S p d S ra e;Ge rSt - ha e u f c a i r
s r c o g n s au s c u d b e u e r m b u 0 4 — 1 6 I t b u u a er u h e sv l e o l e r d c d f f o a o tR . . x o a o t m R。0 0 —0 1 Im .2 . x
②大连理工大学机械工程学院, 辽宁 大连 16 2 ) 10 4
摘 要 : 中性 电解 液进行 脉冲 电化学 光整加 工可获 得 良好 的表 面质 量 , 用 探讨 了加工 原 理和 优 点 , 并通 过传 统 光整 加工 难以加 工的应 用案例 如光 亮刻 字 、 小孔 、 面和 齿轮 齿 面等 来 证 明加 工效 果 。结 果表 深 型

电化学加工技术国内外研究现状及展望

电化学加工技术国内外研究现状及展望

电化学加工技术国内外研究现状及展望近年来,电化学加工技术受到越来越多的关注,它不仅可以实现耐磨性、耐腐蚀性和耐腐蚀性高的零件表面处理,还可以实现多种材料的精密加工。

由于电化学加工技术的独特优势,它的应用日渐广泛,在航空航天、国防、石油化工、汽车、船舶和机械等领域都有应用。

对电化学加工技术进行研究的研究机构和研究人员非常多。

全球范围内,美国、德国、日本、澳大利亚、韩国、新加坡、中国等国家均开展了电化学加工技术的研究,并取得了一些突破。

在美国,波士顿大学、麻省理工学院等知名学府均进行了电化学加工技术的研究。

波士顿大学的研究重点是电化学加工技术与电化学磨料的结合,用以改善放电加工的表面质量;麻省理工学院的研究重点是电解技术的应用,即用电解液的氧化过程来实现机械零件的精密加工和修复。

德国也是电化学加工技术研究的热点。

德国柏林联邦理工大学对电化学加工技术近期进行了系统研究,主要研究内容包括:用于航空、航天航站设备的非磨损表面处理工艺、膜层表面处理工艺以及电化学表面处理技术。

日本也是全球最大的电化学加工技术研究中心之一。

在过去的几年里,日本经济产业省开展了一系列的电化学加工技术研究项目,主要集中在航空航天、铸造机械、汽车和工业机械等领域。

除了上述几个国家外,澳大利亚、韩国、新加坡、中国等国家也开展了电化学加工技术的研究,并取得了一些突破。

中国也是推广和应用电化学加工技术的国家之一。

近年来,中国科学院、国家计委、中国科技部和省部级科研院所均在实施电化学加工技术的研究项目,主要集中在航空航天、汽车、船舶、冶金等行业。

总的来说,电化学加工技术的研究取得了长足的进步,但仍有待改进和完善,特别是在优化工艺、降低成本、提高效率、优化设备、探索新材料和新技术等方面还需努力深入研究。

未来,电化学加工技术将在更多领域中得到广泛应用,并可能实现更大的突破。

电化学合成技术的应用及发展趋势

电化学合成技术的应用及发展趋势

电化学合成技术的应用及发展趋势随着我国经济的发展,人们的生活质量也得到了显著提升。

但是,随着生活水平的提高,对环境和资源的需求也越来越大。

为了解决这些问题,我们需要寻求一些绿色、环保、高效的技术来满足人们的需求。

电化学合成技术便是其中之一。

电化学合成技术是一种以电化学反应为基础的化学合成方法。

这种技术具有无需外界化学试剂,绿色环保等优点,具有广泛的应用前景。

目前,电化学合成技术已经在有机合成、无机合成、分析化学、材料科学等领域得到了广泛应用,在科研、生产等方面发挥了重要作用。

应用领域有机合成方面,电化学合成技术在有机合成反应中有着不可替代的作用。

这种技术在不需要反应剂的前提下可以实现合成有机化合物。

例如,能量密度较高的离子液体溶液可以用于有机合成反应的介质,因为在这种介质中氧化和还原过程很容易发生。

电化学合成技术也被广泛用于有机物的合成,例如合成极性能量密度较高的溶剂,例如亚甲基三咪唑酸酯等反应。

无机合成方面,电化学合成技术可以用于无机物的制备。

例如,在铁粉表面进行电化学氧化反应可以制备氧化铁纳米颗粒,这些纳米颗粒可以用于制备磁性材料、医用材料等等。

在分析化学领域,电化学合成技术在电化学分析和生物传感器中得到了广泛应用。

例如,电化学分析可以用于强制氧化或还原某个药物,使药物可以更好地吸附在电极表面,以便分析。

如果这种反应是可逆的,可以使用该电化学反应作为分析技术。

材料科学方面,电化学合成技术可以用于大量不同类型的材料的制备。

例如,通过电化学重铸或沉积亚铜镉硒薄膜可以制备有很多潜在应用的高效太阳能电池。

此外,电化学合成技术也可以利用电化学催化反应的原理构建二维材料结构,例如氧化石墨烯等。

发展趋势电化学合成技术不断发展,研究者们在其基础上开展了更多的研究工作,以保持这一技术的发展动力。

下面我们来看看电化学合成技术未来可能的发展趋势。

首先,在电化学合成技术的研究中,材料学研究和催化研究是两个重要的方向。

电化学抛光技术及其在金属合金表面抛光中的运用

电化学抛光技术及其在金属合金表面抛光中的运用

电化学抛光技术及其在金属合金中表面抛光的运用电化学抛光技术及其在金属合金中表面抛光的运用摘要:本文通过查阅和总结电化学抛光技术的相关文献,介绍了电化学抛光技术的原理,阐述电化学的复合抛光技术和其在主要金属及其合金上的表面抛光处理的运用,并展望了电化学抛光的展望。

关键词:电化学抛光;复合抛光;金属;表面抛光Electrochemical polishing technology and its application in the surface polishing of metal alloysAbstract:Through reading and summarizing electrochemical polishing technology related literatures, this paper introduces the principle of electrochemical polishing technology, expounds the electrochemical combination polishing technology and its application in surface polishing of main metals and their alloys, and also expresses the prospect of electrochemical polishing.Key words:electrochemical polishing technology;combination polishing;metal alloy;surface polishing引言在生产中,我们经常需要对于一些材料进行表面加工,从传统的金属冶炼业的金属抛光到现代的硅芯片的表面封装,这些都离不开电化学技术。

而其中的金属表面抛光常用的技术就是电化学抛光。

电化学抛光是指在一定电解液中金属工件的阳极溶解,从而使其表面粗糙度下降、光亮度提高,并产生一定金属光泽的表面光整技术[1]。

电化学加工技术

电化学加工技术

在阳极表面 Cu 原子失掉电子而成为 Cu+2 正离子 进入溶液。溶液中正、负离子的定向移动称为电荷 迁移。在阳、阴电极表面发生得失电子的化学反应 称为电化学反应。这种利用电化学反应原理对金属
进行加工(图4-1中阳极上为电解蚀除,阴极上为电镀
沉积,常用以提炼纯铜)的方法即电化学加工。
1 i e e i
4)电解产物需进行三废处理,防止污染环境。
二、电解加工时的电极反应 电解加工时电极间的反应是相当复杂的,这主要是一般
工件材料不是纯金属,而是多种金属元素的合金,其金相
组织也不完全一致。所用的电解液往往也不是该金属盐的 溶液,而且还可能含有多种成分。电解液的浓度、温度、
压力及流速等对电极过程也有影响,现以在NaCl水溶液中
U U0
0.059 lg n
当离子质量浓度改变时,电极电位也随着改变,可用“能
斯特公式”换算,下式是在25℃时的简化式
0.059 U U lg n
0
式中
U —平衡电极电位差(V);
U 0 —标准电极电位差(V);
n — 电极得失电子数,即离子价数;
— 离子的有效质量分数;
U 0.401 V
0
2Cl 2e Cl 2
U 1.3583 V
0
根据电极反应过程的基本原理,电极 电位最负的物质将首先在阳极反应。
Fe
2
2OH Fe (OH) 2

4Fe (OH ) 2 2H 2O O2 4Fe (OH ) 3
(2)阴极可能的电极反应
1深孔扩孔加工六电解加工工艺及其应用2型孔加工电解加工整体叶轮空心水套管叶片阴极片分度阴极片进给电解液3叶片加工4电解倒棱去毛刺5电解刻字电解抛光也是利用金属在电解液中的电化学阳极溶解对工件表面进行腐蚀抛光的它只是一种表面光整加工方法用于改善工件的表面粗糙度和表面物理力学性能而不用于对工件形状和尺寸加工

脉冲电化学光整加工在模具镜面抛光中的应用

脉冲电化学光整加工在模具镜面抛光中的应用
Ke r s i pus lc o h mia iihn y wo d : m l ee t c e c lf s ig; c mp st p o e s; mi r p l h; de t e e r n o oi r cs e l oi To s i s l e
l 弓I 言
试验研究的主要 目标和热点, 虽取得一定的进展, 但 仍没有得到很好的解决 。直到上世纪 9 年代, 0 随着 新型 电子器件的发展, 美 、 英、 俄等 国相继进行 了脉 冲电化学加工技术的基础试验研究 N7 以及此项 -】 , 新技术的应用研究,使得脉冲电化学加工作为新型 光整加工工艺, 较大幅度地提高 了加工精度, 有效地 改善了加工件的表面状况。
维普资讯
模具工业 20 年 春 .唐 国翌
( 清华大学 深圳研究生院,广东 深圳 500 ) 800
摘要 : 综述 了脉冲电化 学在金属材料光 整加工领域 中的研究情况, 介绍 了脉冲 电化 学的加工优 势, 分析 了脉冲电化 学光整加工的工作机理、 加工工艺、 实验 研究以及应 用状况, 出 了脉冲电化学及其复合加 指 工工 艺在实现模具镜面抛光应用 中的可行性和现 实性。 关键词 : 脉冲电化学光整加工 ; 复合加 工; 镜面抛光 ; 模具钢 中图分类号 :G 6 文献标识码 : 文章编号 :0 1 182o )4 OO 0 T 62 A 10 —26 (06 0 一O6 一 7
(n tue o v n e tr l, S e z e rd a c o l s g u ies y Is tt fAd a c d Ma i s h n h n G a u t S h o ,T i h a Unv ri , i e a e n t S e z e , Gu n d n 80 0 C ia hnhn a g o g 50 0 , hn )

电化学机械光整加工表面相关性分析_邢彦锋

电化学机械光整加工表面相关性分析_邢彦锋

邢彦峰, 等:电化学机械光整加工表面相关性分析
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是十分重要的, 因为光整加工是通过一层层的去除工件表面的高点来提高表面的光洁度和表面质量 #
$ 6 % 精磨加工表面轮廓的自相关曲线
$ 5 % 光整加工表面轮廓的自相关曲线 图! 光整前后工件表面的自相关曲线
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!" #
电化学机械光整加工前后表面互相关分析
电化学机械光整是由电化学加工与机械珩磨加工组合而成的复合加工技术可以对各类匀质导电材料制成的零件进行表面光整加工在电化学机械光整加工中主要靠电化学阳极溶解去除零件表面的金属机械珩磨是为了去除零件表面微观高点在电化学反应中产生的钝化膜更好地加速这些微观高点处金属的溶解过程其表层金属去除量小可控性好加工效率远高于机械珩磨有望成为对精磨表面进行进一步精密光整的有效方法由于电化学机械光整加工的表面形成机理与其它加工方法不同珩具与工件间的相对运动轨迹也不同于机械珩磨其表面形貌有着独特的分布特性而表面轮廓的最终形成是多次加工叠加的综合结果既包含有规律性的走刀所形成的周期性成分也包含有变化着的因素所导致的随机成分其二维测量结果是一个非常复杂的随机信号使用传统的粗糙度参数只能表达表面轮廓的有限几何信息而对表面轮廓的相关性分析可以揭示出电化学机械光整加工前后表面的继承性与差异性为精磨和电化学机械光整表面轮廓记录
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式中 ’ 为横向位移数; - 为最大横向位移数 / !" ! 互相关曲线结果及分析 图 0 是计算得出的电化学机械光整前后工件表面的互相关曲线 # 通过对图 0 互相关曲线的分析, 不难看出如下情况 # 由互相关曲线图可知, 在 ! 为零时, 说明此时两曲线相似形很小, 但是当光 ’) 0&1 $ ! % 的数值为负值, 整后的曲线在横轴上平移了 12# ’!3"4 后, 成为了 1 $ 2 ) ! % , 此时求其相关函数值 0&1 $ 12# ’!3 % 较大, 充 分表明了工件在光整后还保留了在精磨加工时的一些形貌特征 # !)从其互相关曲线图上可以看出,互相关的最大数值为 ’# ," "4! ,和光整加工后的自相关的数值 相差不大, 说明了光整前后两表面具有很小的相似性, 这表示光整加工在很大程度上改变了工件的表面

电化学工业及其发展前景

电化学工业及其发展前景

电化学工业及其发展前景随着现代化的不断进步,电化学工业在现代化社会的发展中扮演着重要的角色。

电化学工业是指采用电化学方法,利用电极电位差和离子交换作用制备化学和物理材料的过程。

它是现代化工生产中的重要一环,对推动我国工业发展具有重要意义。

本文将从电化学工业发展背景、电化学工业的种类、电化学工业的应用领域及其发展前景四个方面进行探讨。

一、电化学工业发展背景电化学工业的发展,与现代科学技术的不断进步和我国经济社会的发展密切相关。

电化学工业广泛应用于化工、冶金、电子、新能源、环境净化等领域,对我国经济发展、环境保护、能源资源的利用等方面具有十分重要的意义。

二、电化学工业的种类电化学工业的种类繁多,其中最重要的有电镀工业、金属精炼工业、电化学合成工业、电化学分析工业、锂离子电池制造等领域。

其中,电镀工业和金属精炼工业是电化学工业的两个重要分支,分别负责对金属物品进行镀金、镀银以及对金属材料进行提纯。

电化学合成工业则是通过电化学反应得到化学品和新材料。

这种方法具有效率高、纯度高、环保的特点。

例如,石墨烯的制备、过氧化氢等。

在电化学分析工业中,可以对有机物进行电化学反应分析,如硝基苯的分析,还可用于环境监测等方面。

锂离子电池制造是电化学工业中兴起的新兴领域,有着广阔的市场前景。

锂离子电池制造中有很多复杂的工艺流程,包括正极材料生产、负极材料生产、电解液制备、电池组装和成品测试等。

三、电化学工业的应用领域电化学工业具有准确、可控、经济、高效等多种特点,它广泛应用于工业、科研、生活等诸多领域。

其中最常见的使用该技术的行业是电子工业,如用于半导体和液晶显示屏的精细化学品、钕铁硼永磁材料,以及锂离子电池等。

电化学工业能够有效提高经济效益,对工业领域的加工、雕刻等运用具有极为广泛的应用。

同时,电化学工业在生活领域中也有着广泛的应用,如在紫外线水处理器、电感式取词笔等。

四、电化学工业的发展前景电化学工业具有十分广阔的发展前景。

电化学加工论文

电化学加工论文

电化学加工论文摘要:电化学加工技术广泛用于加工发动机叶片、火炮膛线、汽车锻模、汽轮机整体叶轮、花键及异形孔等零件。

常用的电化学加工有电解加工、电磨削、电化学抛光、电镀、电刻蚀和电解冶炼等。

介绍了电化学加工技术的基本原理、设备组成及加工特点。

对其中的电化学抛光、电镀、电刻蚀、电解磨削技术的加工方法作了详细的阐述。

与机械加工相比,电化学加工能加工出复杂的型面、腔孔,加工高硬度、高韧性、高强度材料,生产率高。

将电化学加工技术与传统加工方法进行有机的结合,可以进一步提高了零件质量、改善零件使用性能和延长使用寿命,提高我国机械制造业在国际上的竞争力。

关键词:电化学加工;电化学抛光;电镀;电解磨削一:电化学加工的定义电化学加工(Electrochemical Making),也称电解加工,是利用金属在外电场作用下的高速局部阳极溶解实现电化学反应,对金属材料进行加工的方法。

常用的电化学加工有电解加工、电磨削、电化学抛光、电镀、电刻蚀和电解冶炼。

二:电化学加工的基本原理如果将两铜片插入CuCl2水溶液中(见下图),由于溶液中含有OH-和Cl-负离子及H+和Cu2+正离子,当两铜片分别连接直流电源的正、负极时,即形成导电通路,有电流流过溶液和导线。

在外电场的作用下,金属导体及溶液中的自由电子定向运动,铜片电极和溶液的界面上将发生得失电子的电化学反应。

其中,溶液中的Cu2+离子向阴极移动,在阴极表面得到电子而发生还原反应,沉积出铜。

在阳极表面,Cu原子失去电子而发生氧化反应,成为Cu2+正离子进入溶液。

在阴、阳极表面发生得失电子的化学反应即称为电化学反应,利用这种电化学反应作用加工金属的方法就是电化学加工。

其中,阳极上为电化学溶解,阴极上为电化学沉积。

三、电源的选择:电源规格分为3档:小型电源,电流为50~500安,用于加工小孔、去除毛刺、抛光和用于中小型的阴极进行电解车削;中型电源,电流为1000~5000安,用于加工中等面积(50~150厘米2)的型孔和型腔;大型电源,电流为10000~40000安,用于加工大型零件,加工面积可达200~1000厘米2或更大一些。

电火花加工技术研究和应用的现状

电火花加工技术研究和应用的现状

电火花加工技术研究和应用的现状上海船舶设备研究所樊仁才(旁听证号:P201109042)1 引言电火花加工(Electrical Discharge Machining ,简称EDM)技术是在一定介质中通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用对工件进行加工的方法。

该项技术在20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产。

从最初只能去除折断在工件中的钻头、丝锥、切割硬质合金刀片开始,经过半个多世纪的发展,电火花加工现在已成为精密模具、复杂形状零件以及精密微小孔加工的重要装备,在航空航天、模具制造等领域获得了极为广泛的应用。

近年来,电火花技术的研究和应用日新月异(见下表1),并在精密微细化、智能化、个性化、绿色环保化和高效化等方面获得了长足的发展[1][2]。

表1电火花加工的最新技术[3]2 独特的精密、微细加工能力“电火花加工的优点就是精密加工”,精密电火花加工一直是电火花加工技术的一个重要发展方向。

信息、航空航天、电子、国防等领域尖端科学技术发展对模具的精密化及精密产品零件的加工要求,又促进了电火花加工技术的发展。

根据国外的调查和统计,在众多的微细加工方法中(切削、线切割、磨削、激光、超声、电子束等加工),电火花微细加工的应用占第一位[4],这说明了电火花微细加工的重要作用。

实现精密、微细加工的一个重要条件是加工单位(即每次放电的蚀除量)尽可能小。

随着现代电力电子技术的发展,电火花加工的加工精度与表面质量得到了极大的提高,加工单位也日趋变小,有些零件的加工精度已属于微纳加工的范畴。

目前,应用电火花成形加工技术已可稳定地得到尺寸精度高于0.1μm、表面粗糙度Ra <0.01μm的加工表面。

电火花成形加工已成为零件精、微加工的有效手段之一。

[1]曹凤国,张勤俭,翟力军等.国际电火花加工技术的五大趋势.机械工人(冷加工),2005(2): 33~36.[2]曹凤国,张勤俭,翟力军等.国际电火花加工技术发展的五大趋势.电气制造,2006(3): 21~24.[3]王克锡.电火花加工的最新发展(上).金属加工(冷加工),2008(8): 65~70.[4]Uhlmann E.Pihz S Jerzembeck S. Micro machining of cylindrical parts by electrical discharge grinding.l4th International Sympo sium on Electromachining.Edinburgh,2.1 微细孔和微细轴加工产品的微型化是现代生产所追求的目标之一,微细加工在近代加工技术中是一个新的领域。

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Keywords: Electrochemistry; Finishing; Advance
电化学光整加工 ( Electrochemical Finishing) 是 一种有效利用电化学阳极溶解现象的零件终加工工艺 方法,图 1 所示为其基本工作原理示意图。当加工 时,恒直流或脉冲直流电源的正极和负极分别接工件 阳极和工具阴极; 同时,工件阳极与工具阴极之间的 间隙 Δ 内充满具有一定流速和压力的电解液。由于 有电流通过极间间隙内的电解液,构成极间电流场, 因此,依据法拉第电解定律,在工件阳极的表面上发 生电化学溶解,从而实现工件阳极的整平。
Abstract: Since having advantages over traditional finishing such as regardless of materials hardness,no tool wear,high material removal rate,smooth and bright surface,electrochemical finishing ( ECF) ,based on anodic electrochemical dissolution,is increasingly being paid attention in fields such as those of mold and dies industry where parts with difficult-to-cut materials and complex geometry are required,and developed rapidly. Therefore,a review,including power supply,design and advancement of cathode tool,electrolyte,was presented on current research,advancement and industrial practice in ECF,and the finishing mechanism of ECF and its hybrid processes were also concerned.
关键词: 电化学; 光整; 进展 中图分类号: TG662 文献标识码: A 文章编号: 1001 - 3881 ( 2011) 24 - 099 - 6
New Advances and Application in Electrochemical Finishing
Adayi Xieeryazidan1 ,Kulan Kulunkake1 ,Mamtimin Geni1 ,ZHOU Jinjin2 ( 1. School of Mechanical Engineering,Xinjiang University,Urumgi Xinjiang 830047,China; 2. School of Mechanical Engineering,Dalian University of Technology,Dalian Liaoning 116024,China)
图 7 螺旋锥齿轮电化学光整加工原理
由此可见,虽然影响工具阴极设计的因素较多 ( 如电解液的导电率等) ,但由于无需针对每一种零 件制造专用的工具阴极,可利用由点、线、面 ( 平 面、圆柱面、球面) 构 成 的 通 用 电 极[12 - , 14] 并 结 合 工具阴极和工件阳极之间的相对运动关系,在展成或 包络出待光整工件表面形状,可显著地减少生产准备 的时间; 同时,由于实际加工面积大为缩小,可用小 电源加工大零件,降低了对电源容量的要求。因此,
虽然就数学意义而言,工具阴极的设计是拉普拉
斯方程的反求问题,但利用现有的数学理论及计算方
法只能获得工具阴极相关几何尺寸的近似值。尽管近
十几年来,计算机技术以及与计算方法等相关学科的
发展,已采用差分法、有限元法等数值求解电化学阳 极的溶解过程[4 -5],但由于电化学阳极溶解过程过于
复杂,因此,仍需结合实验和实践经验对工具阴极进
柱直齿轮齿面实施电化学光整加工的示意图[7]。对该
图中的工具阴极结构的几何特征分析表明,该工具阴
极的设计除了在阳极与阴极之间保留稳定、均匀的极
间间隙以便获得稳定、均匀的电流场、电解液流场之 外,还具有平面特性[8 - 9]。
图 5 圆柱直齿轮电化学光整基本原理
图 5 中所示工具阴极的平面特征使得在圆柱直齿 齿轮齿面的电化学光整加工工艺方法的实施过程中, 齿轮与阴极之间除了分度运动之外还必须存在扫描运 动以便对整个齿面实施光整。考虑到齿轮的几何尺寸 及其在运动中的惯性等因素的影响,该工艺方法中的 扫描运动是由阴极的直线往复运动完成的,并且阴极 的扫描运动方向与直齿圆柱齿轮的轴线方向平行。正 是这种平面成型式阴极的扫描运动轨迹在形成直齿圆
行修正,使工具阴极的设计与制造仍十分繁琐。
为简化 工 具 阴 极 设 计 的 难
度、降低其制造成本,J A Mc-
Geough 等直接采用电火花成型
电极作为工具阴极,见图 4 所 示,并 取 得 了 良 好 的 整 平 效 果[6]。
图 4 成对式工具 阴极结构
虽然图 4 中所示工具阴极的几何结构仍十分复
参数名称
工艺方法
电抛光
电化学光整
电压 /V 电流密度 / ( A·cm - 2 )
2 ~ 60 0. 01 ~ 0. 5
10 ~ 25 50 ~ 150
极间间隙 / mm
100 ~ 150
0. 1 ~ 1
典型电解液
H2 SO4 HNO3 HCl
NaCl NaNO3 NaClO3
1 工具阴极的设计
对电化学光整加工而言,首要的问题是工具阴极
丝,向工件 阳 极 与 工 具 阴 极 之 间 的 间 隙 内 喷 射 电 解
液,利用 工 具 阴 极 与
工件 阳 极 之 间 的 相 对
运动 在 展 成 出 工 件 阳
极表 面 的 同 时,实 现
了对 微 细 轴 表 面 的 电
图 6 微细轴的电化
化学光整加工,如图 6 所示[10]。
学光整加工
这种利用由简单几何形状 ( 如线、面) 构成的
的设计与制造。在早期的电化学光整加工的应用中,
成对式工具阴极的设计曾占据了主导地位。其设计思
路基本上与电化学加 工
的成型式工具阴极的设
计思 路 相 似,即 根 据 零
件的几何形状,结合图 3
中所 示 边 界 条 件,并 利
用拉普拉斯方程通过 求
出极 间 电 位 势 的 分 布 从 图 3 成型式工具阴
( 1. 新疆大学机械工程学院,新疆乌鲁木齐 830047; 2. 大连理工大学机械工程学院,辽宁大连 116024)
摘要: 基于电化学阳极溶解的电化学光整加工方法,因其具有工具无损耗、不受工件阳极表面硬度影响、可获得光滑 的表面轮廓等特性而备受关注,并得到迅速发展。从工具阴极的设计、电源设计研究、整平机理以及复合工艺等角度,探 讨目前电化学光整加工的研究及其应用现状。
( BS080134) 作者简介: 阿达依 · 谢 尔 亚 孜 旦 ( 1963—) , 男, 博 士, 副 教 授,主 要 研 究 方 向 为 机 械 设 计 理 论, 非 传 统 加 工 技 术。
E - mail: adayxj@ 126. co电化学抛光实物图片 针对电化学抛光工艺方法的不足,在结合电化学 加工( Electrochemical Machining,ECM) 优势的基础上, 提出了电化学光整加工工艺方法。相关研究的分析表 明: 电化学光整加工是一种有效地利用小间隙条件下 的电化学阳极溶解现象对零件实施整平的工艺方法。 虽然,电化学光整加工可被认为是电化学加工在 光整加工领域中的应用,是电化学加工应用范围的拓 展,但由于加工目的不同,因此,电化学光整加工工 艺方法有其自身的规律,不仅与电化学抛光体现在工 艺参数的不同 ( 见表 1) ,而且还与电化学加工工具 阴极设计也存在不同之处。因此,作者从工具阴极设 计、电解液、电源以及整平机理等方面讨论电化学光 整加工的新近进展及其应用现状。 表 1 电抛光与电化学光整加工主要工艺参数对比
展成式工具阴极将是工具阴极设计与应用的重要发展
方向。
2 电解液
电解液是各种电化学阳极溶解应用形式的基本构
成要素之一,是产生电化学阳极溶解的载体。因此,
电解液的研究与应用受到广泛关注。
图 1 电化学光整加工原理示意图
将电化学阳极溶解现象用于工件阳极整平,最初 是以工件阳极表面抛光为目的而应用的,并在此基础 上逐步演绎为采用酸性电解液的电化学抛光 ( Electrochemical Polishing,简称电抛光) 工艺方法[1]。
虽然电化学抛光方法可改善零件的表面质量,但 由于电解液为酸性溶液且几乎不流动; 同时,电极之 间的间隙较大,因此,电化学抛光工艺方法有其局限 性。这主要表现在: 受工件阳极原始表面质量的影响 较大,零件表面粗糙度只能在原有的基础上提高 1 ~ 2 级[2],加工精度的可控差; 存在酸性电解液对设备的 腐蚀,对环境的影响等问题。
而确定工具阴极的轮 廓 形状[3]。
极的设计方法
在图中,U 表 示 加 工 电 压,Ea 表 示 阳 极 电 位, Ec 表示阴极电位,k 表示电解液导电率,KV 表示电
化学体积当量,vf 表示进给速度,n 表示阳极表面的 法向,θ 表示阳极法线与进给速度之间的夹角, 表
示电势,Ω 表示极间电解液离子导体的电阻。
然而,由于在提高复杂结构零件表面质量方面具 有一定的 优 势,如 工 具 阴 极 的 结 构 设 计 及 其 制 造 简 单,因此,目前电化学抛光仍是提高零件表面质量的 重要手段之一。图 2 所示为经电化学抛光的一复杂结 构零件的实物图片。
收稿日期: 2010 - 11 - 04 基金项目: 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 ( 50965017 ) ; 新 疆 教 育 厅 项 目 ( XJEDU2008106 ) ; 新 疆 大 学 博 士 启 动 基 金 项 目
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