ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Уравнения стационарного электрического поля из "Электрохимическая обработка металлов" Для определения локальных скоростей съема материала по законам Фарадея необходимо знать распределение тока на аноде в данный момент. Это распределение находится из решения задачи поля. [c.49] Можно считать, что х чистого электролита не зависит ОТ давления вплоть до нескольких десятков атмосфер. Появление в электролите твердых (проводящих или непроводящих) включений, а также и газообразных пузырьков снижает первоначальную величину х пропорционально суммарному относительному объему включений [17, 27]. [c.50] При этом должны быть выполнены следующие граничные условия V = и — фд на поверхности анода и V = = —фк на рабочих частях катода, который не имеет изолированных частей. [c.51] В сформулированной таким образом задаче принимаются во внимание только геометрические свойства межэлектродного пространства. [c.51] Рассмотрим некоторые особенности задач поля в межэлектродном пространстве. Так, поле вторичного распределения можно разбить на поле первичного распределения, когда (fa (х, у, Z) = onst и фк х, у, г) = onst, и поле поляризации, при котором величины и ф зависят от местной плотности тока. Так как вторичное поле есть результат наложения двух полей, и вектор вторичного электрического поля есть сумма векторов первичного поля и поля поляризации, то, в зависимости от вида связи между плотностью тока и электродными скачками, при одной и той же конфигурации межэлектродного пространства возникают поля с различными свойствами [67]. [c.52] В первичном поле плотность тока на углах электродов и их выступах достигает наибольшей величины. Поляризация электродов вызывает более равномерное распределение тока, что характеризуется так называемой рассеивающей способностью электролита х. Высокая рассеивающая способность резко увеличивается при пассивации, что способствует улучшению чистоты поверхности анода. Некоторые общие соотношения между первичным и вторичным распределением тока приведены в работе [15]. [c.52] Это допущение более справедливо, если электроды имеют достаточно плавные очертания, и гидродинамический режим обеспечивает равномерные по всей поверхности концентрационные перенапряжения [120]. [c.53] Метод конечных разностей удобен для решения задач электрохимической обработки с помощью цифровых вычислительных машин. В этом случае непрерывное поле разбивается сеткой квадратов, и уравнение Лапласа при X = onst заменяется множеством алгебраических уравнений в конечных разностях [63]. Уравнение при к ф onst может быть решено только с помощью цифровых вычисли тельных машин [9]. [c.53] Рассмотрим законы формообразования поверхности при нестационарном режиме электрохимической обработки. [c.54] При этом считаем, что за малое время Ат конфигурация межэлектродного пространства существенно не меняется и остаются постоянными все параметры обработки. Следовательно, за интервал Ат распределение тока также существенно не меняется. Линии тока при эквипотенциальной анодной поверхности входят нормально в эту поверхность. Поэтому элементарный съем происходит по нормали к поверхности анода. [c.54] Изменение формы анода в конце интервала времени Дт вызывает изменение некоторых условий обработки, например гидродинамического режима, электродных потенциалов, а также конфигурации межэлектродного пространства. Эти изменения приводят к перераспределению тока, и в следующий малый интервал Дт необходимо рассчитать новое распределение тока, которое считается постоянным в течение следующего промежутка Ат. В работе [11 ] рассмотрены некоторые особенности формообразования в стационарном режиме. [c.56] Условия стационарности для анодной плотности тока справедливы для любых режимов независимо от типа граничных условий для потенциала на аноде, распределения температуры и т. д. Из условия (24) следуют некоторые свойства стационарной поверхности анода. [c.56] Практические задачи электрохимической обработки. Задачи электрохимической обработки, т, е. определение конфигурации межэлектродного пространства, относятся к типу краевых задач с переменной границей или так называемых задач Стефана. При этом изменение координат точек, составляющих границу, зависит от протекания процесса, который описывается уравнениями в частных производных. [c.56] При составлении полного уравнения процесса электрохимической обработки учитывают изменение формы анода в результате анодного растворения, закон распределения тока на анодной поверхности, закон движения катода, распределение потенциалов анода и катода, зависимость от режима выхода по току для реакции анодного растворения, неоднородность удельного сопротивления раствора в зазоре и т. д. [c.56] Можно сформулировать ряд практических задач электрохимической обработки, предполагая, что удельное сопротивление материалов анода и катода равно нулю и основные параметры процесса не изменяются во времени. [c.56] Рассмотренние задач электрохимической обработки целесообразно начать с простых случаев, считая, что температура, электропроводность раствора, электродные потенциалы и выход по току во время обработки не зависят от координат. [c.57] Рассмотрим решение задач первой группы. Пусть в начальный момент времени Тц форма анода описывается уравнением 2 = /а х, у). Полное время обработки условно разбивают на ряд достаточно малых интервалов Дт. Выбор величины Дт определяется скоростью изменения поверхности анода и заданной точностью расчета. В интервале времени от т,, до Тц + Дт изменением поверхности анода пренебрегают и считают, что за этот интервал поле в зазоре стационарно. По уравнению Лапласа и граничным условиям для потенциала на аноде и катоде находят распределение тока на поверхности анода. В следующий промежуток времени от Тц + Дт до Тц + 2Дт задача поля решается для той поверхности анода 2 = / х, у), которая возникла в конце интервала т + Дт. При этом, если имеет место, учитывают перемещение катода за время Дт. Аналогично, как в первый интервал времени, определяются распределение тока на аноде и новая поверхность анода, возникшая в конце интервала Т(, + 2Дт. Эта поверхность считается неизменной в следующий интервал времени от То+2Дт до То 1 ЗДт. Такой процесс повторяется до тех пор пока интервалы в сумме составят полное время обработки. [c.57] Рассмотрим решение задач второй группы. Распределение тока на аноде в этом случае находится из решения стационарных задач поля. Эти задачи можно разбить на два класса а) задачи, где необходимо рассчитать скорректированную форму инструмента, в соответствии с которой в стационарном режиме формируется заданная стационарная поверхность анода б) задачи, в которых по форме инструмента и в соответствующем режиме требуется определить стационарную поверхность анода. [c.57] Возможность точного расчета корректированной поверхности инструмента обусловливает возможность увеличения точности изготовления деталей в стационарном режиме электрохимической обработки. [c.59] Вернуться к основной статье