电镀仿真减少了浪费的金属

2013年2月4日

电沉积是使物质通过电化学反应粘附在物体上的过程。有时该物质以溶液形式可用,而其他时间也是一个固体对象,需要经过电化学反应才能溶解到溶液中。通常是电沉积过程的一部分。电沉积可能是某些金属(例如铜,银和金)的精炼过程的重要组成部分,通常称为电化或电力。电沉积的另一种形式称为“电镀”。

什么是电镀?

您可能想知道为什么汽车轮辋和摩托车零件是如此光泽,答案是:电镀。一般来说,电镀是用于许多目的,包括增加尺寸较小的零件并改变对象的表面特性。在此过程中,金属通常会浪费,公司需要弄清楚如何减少消耗的金属量。很多时候,由于施加电沉积层不均匀,因此发生这种废物,并且需要过多的材料以确保完全覆盖。PEM就是这样的公司,通过使用COMSOL,他们发现了如何在电解期间将金属沉积物降低10-30%。进行电镀时,几个参数很重要,并且Comsol的电沉积模块可用于研究这些模块以确保电化学过程的预期结果。

建模装饰板

我们有两个教程模型电沉积模块触摸电镀。其中之一是装饰镀层模型,演示如何使用comsol来计算沉积层的厚度以及阳极表面溶解产生的图案。电镀模型是二级电流密度分布模型,并为阳极和阴极使用完整的巴特勒 - 沃尔默动力学。平面阳极溶解,而阴极是一种装饰有精美金属的家具。您可以使用电沉积模块研究以下重要参数:

  • 细胞几何形状
  • 电解质组成和混合
  • 电极动力学
  • 操作潜力和平均电流密度
  • 温度

电镀模型
电镀:家具装饰中装饰层的厚度。
基于二级电流分布的仿真。

通过多物理模拟使一项简单的棘手业务

该公司位于法国PEM之外对流。他们从事电子行业处理和整理表面的业务,并通过卷卷到卷电电镀使其成为可行的过程。客户为PEM提供了卷盘,其中包含胶带固定一系列金属零件,然后将PEM从卷轴上放开胶带,并通过电镀过程将其发送。在这里,胶带通过与电压源接触将阴极转变为阴极,并且阳极位于电镀单元中。电路由电解质封闭。最大的诀窍是在胶带上实现均匀的镀层层,因为边缘效应会导致更多的金属在胶带的边缘周围积聚。PEM解决此问题的方法是设计一种屏蔽层,以均匀地覆盖胶带宽度。

该防护罩的形状取决于卷轴的组件,镀层材料,镀层材料的厚度,电解质的浓度以及胶带的行进速度。首先可以通过COMSOL多物理学模拟每个新工作或批处理运行,以设计适当的屏蔽。他们发现,计算机建模消除了对耗时的实验和物理原型的需求 - 现在经常在第一次尝试中实现成功的设计!接下来,PEM使用comsol设计了更有效的反应堆电池。正如PEM新闻中PEM的Philippe Gendre博士所说:“如果您可以更好地补充金属离子,则可以提高当前密度并因此产量。”

这是在2008年,如今,我们拥有电沉积模块,以使这些类型的计算更易于执行。

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