王守龙

日照实华原油码头有限公司 山东 日照 276800

引言

电沉积技术作为一门交叉学科具有广阔的发展空间和应用前景[1]，在机械、电子、仪器仪表、光学仪器、航空航天等领域发挥了独特的作用。金属电沉积过程中离子获得电子的难易程度以及沉积物的最终形态除与沉积金属的属性有关外，还与电镀液的组成[2]、温度、PH、电流密度[3]、电源类型等有很大关系。

相对于其他表面处理方式[4-5]，电沉积技术获得的表面镀层具有结合力强、孔隙率较低且所获得的镀层具有较强的耐蚀性、耐磨性、环境污染轻等优点成为现今国内外学者研究的热点。

1 建立装置模型

电沉积装置模型如图1所示，本装置模型由电源、沉积槽（烧杯）、Q235钢板、镍板、电镀液等几部分构成。为了方便计算，现将整个电沉积装置模型简化为二维模型来处理。通过有限元分析软件建立了电沉积仿真模型。

图1 两极板电沉积装置示意图

该装置为两极板装置模型。在电沉积过程中阳极板接电源正极发生溶解，阴极板接电源负极表面电沉积金属镀层。

2 建立理论模型

2.1 数学模型的建立

为了简化模型和提高求解的收敛性，现将模型做如下假设：a.离子在运动过程中互不干扰，且极板间电场线分布合理。b.忽略阳极表面气泡流动对电镀液的影响，电镀液的流动视为不可压等温单相流动液体，电镀液上表面设为自由面。c.流体的电导率、密度和动力黏度均为常数。

基于上述假设可以得到以下方……