第２５卷２００６年第１１期
１１月
机械科学与技术
ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖ０１．２５Ｎｏ．１１
Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２００６
周锦进文章编号：１００３．８７２８（２００６）１１一１３０１旬４
电化学光整加工中表面毛化的应用
周锦进１，阿达依?谢尔亚孜旦１，庞桂兵２
（‘大连理工大学机械工程学院，大连１１６０２４；
２大连轻工业学院机械工程与自动化学院，大连１１６０３４）
摘要：基于对电化学光整加工之后表面微观几何形貌变化的分析，认为“高原”型表面微观几何形貌的存在对电化学光整加工的整平能力及其效果的提高有一定的影响，提出将表面毛化技术应用于电化学光整加工的设想，并实验验证了适度的表面毛化对光整加工是有利的；同时将此方法应用于无缝碳钢钢管内孔的表面光整加工中，在表面粗糙度Ｒｏ达Ｏ．２肛ｍ以下的同时，生产效率也得到提高。
关键词：表面毛化；电化学光整；表面质量
中图分类号：ＴＧ６６２文献标识码：Ａ
ＡｐｐＨｃａｔｉｏｎｏｆＳｕｒｆａｃｅ?ｒｏｕｇｈｉｌＩｇｉｎＥＩｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａＩＦｉｎｉｓｌｌｉｎｇ
ｚｈｏｕＪｉｎｊｉｎｌ，Ａｄａｙｉｘｉｅｅｒｙａｚｉｄ８ｎ１，ＰａｎｇＧｕｉｂｉｎ∥
（。ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１ｌ６０２４；
２
Ｓｃｈ００１ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＬ培ｈｔＩｎｄｕｓｔｒ）ｒ，Ｄａｌｉａｎ１１６０３４）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙ８ｉｓｏｆｃｈａｎｇｅｓｉｎｓｕｄ．ａｃｅｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｂｅ｛ｂｒｅａｎｄａｆｔｅｒｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｆｉｎｉｓｈ?ｉｎｇ（ＥＣＦ），ｔｈｅｐａｐｅｒｃｌａｉｍｓｔｌ】＿ａｔａｐｌａｔｅａｕ－ｌｉｋｅｓｕｄｈｃｅｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｅｘｅｒｃｉｓｅｓｉｎｎｕｅｎｃｅｔｏａｃｅｒｔａｉｎｄｅｇｒｅｅｏｎｔｈｅｉｍｐｒｏＶｅｍｅｎｔｏｆｆｉｎｉｓｈｉｎｇｃａｐ￡击ｉｌｉｔｙａｎｄｅ１．ｆｅｃｔｓｏｆＥＣＦ．Ｓｏ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄｔｈａｔｓｕＩｆａｃｅ—ＩＤｕｇ—ｈｉｎｇｂｅｕｓｅｄｉｎＥＣＦｔｏｅｎｈａｎｃｅｓｕｒｆａｃｅｑｕａｌｉｔｙ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｌｌａｔａｐｒ叩ｅｒｓｕｌｆａｃｅ—ｒｏｕｇｈｉｎｇｉｓｆａｖｏｒａｂｌｅｔｏＥＣＦ．Ｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏ上ｈｅＥＣＦｏｆｔｈｅｉｎｓｉｄｅｓｕＩｆａｃｅｓｏｆｓｅａｍｌｅｓｓｃａｒｂｏｎｓｔｅｅｌｐｉｐｅｓｒａｉｓｅｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅ仿ｃｉｅｎｅｙｗｈｅｎｔｈｅｉｒｓｕｄ．ａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｉｓｂｅｌｏｗ０．２ｐｍ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｄ’ａｃｅ—ｒｏｕｇｈｉｎｇ；ｅｌｅｃｔｒｏｅｈｅｍｉｃａｌｆｉｎｉｓｈｉｎｇ；ｓｕｒｆａｃｅｑｕａｌｉｔｙ
表面质量对产品使用性能及使用寿命有十分显著的影响…。光整加工技术口１作为提高机械零部件表面质量的重要措施之一，日益受到关注及应用，并通常被安排为最终的加工工艺或工序。任何一种加工工艺方法所能达到的经济精度和表面经济粗糙度都是有限的，并对将处理的表面有一定的要求，而实践表明光整加工的生产效率及其效果受前端加工工艺、工序的制约更为突出。
以电化学加工为基础的电解磨削¨１等的出现，虽在不同程度上提高了机械零件的表面质量及加工精度，同时对前端工艺、工序的技术要求也有一定的放宽，但因导电砂轮制作工艺等的制约，其应用仍受到一定的局限。近十几年来电化学机械及脉冲电化学等在光整加工领域的应用显示了其优势，并促进了光整加工技术的发展ＭＪ，但由于前端工艺方法、原始表面质量等因素的制约限制了其生产效率及其效果的提高。虽然在电化学光整加工中，提高电流密
收稿日期：２００５—０６一０３
作者简介：周锦进（１９３６一），男（汉），湖北，教授，博士生导师
Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｊｊ＠ｄｌｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ度以加大金属的去除量是一种可行的方法，但这势必对电源提出更高的要求，同时影响产品的精度等。为此，寻求一种在前端加工工艺方法的经济精度及表面经济粗糙度的基础上既能提高电化学光整加工生产效率又能提高光整效果的方法是很有必要的。值得关注的是，机械零部件经电化学光整加工之后，其显著的变化在于表面微观几何形貌由“尖峰”状变为“高原”型形貌，而这种变化势必对光整加工的整平能力及光整效果产生影响。本文在分析表面微观几何形貌的变化对电化学光整加工影响的基础上，提出表面适度地“毛化”有益于光整加工的观点，并在此基础上实现了无缝碳钢钢管内孔的表面光整加工。
ｌ电化学光整加工中的表面微观几何形貌
１．１表面微观几何形貌的变化及其影响
经电化学光整加工后，工件阳极表面微观几何形貌发生了显著的变化，见图１所示，尖峰明显地消失，取而代之的则是平滑的凸处及各凸处之间的光滑过渡，这种表面微观几何形貌的变化在于利用电化学阳极溶解原理为基础的
电化学加工所特有的去除机理。图２是一组利用脉冲电化 万方数据
物理化学综述 综述题目：电化学在环境保护中的应用 电化学在环境保护中的应用 摘要 摘要概述了电化学在环境保护中的优越性,综述了电化学处理环境污染物 的基本方法, 总结了电化学技术在环境污染治理中的应用,分析了电化学 体系存在的问题,展望了电化学在环境治理领域的应用前景和发展方向。 电化学技术处理环境污染物的基本方法电化学技术处理环污染物常用的基本方法有电化学氧化、电化学还原、光电化学氧化、电渗析、电吸附、电凝聚、电沉积、电化学膜分离等。 关键词环境保护; 电化学技术; 环境污染物 Abstract Summarizes the advantages of electrochemistry in environmental protection, electrochemical process and the basic methods of environmental pollutants were reviewed, summarized the application of electrochemistry techno logy in
environmental pollution control, analyzes the existing problems of electrochemistry system, prospects the electrochemical application prospect and development direction in the field of environmental governance. Electrochemical technology processing the basic ways of environmental pollutants by electrochemical technology processing ring pollutants commonly used basic method has electrochemical oxidation, electrochemical reduction, photoelectrochemical oxidation, electrodialysis, the electric adsorption, electrocoagulation, electrodeposition, electrochemical membrane separation, etc. Key words environmental protection; The electrochemical technology; Environmental pollutants 前言 电化学含义 电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成，也可利用高压静电放电来实现（如氧通过无声放电管转变为臭氧），二者统称电化学，后者为电化学的一个分支，称放电化学。由于放电化学有了专门的名称，因而，电化学往往专门指“电池的科学” 在物理化学的众多分支中，电化学是唯一以大工业为基础的学科。它的应用分为以下几个方面：①电解工业，其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业、耐纶66的中间单体己二腈是通过电解合成的；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；②机械工业
模具表面的光整加工技术 刘德平1，李宏兵1，2 （1.郑州大学机械工程学院，450000；2.郑州轻工业学院轻工职业学院450002）关键词：模具；光整加工；高速铣削 光整加工是指精加工后，从工件上不切除或只切除极薄的材料层，以降低工件表面粗糙度或强化其表面的加工方法。光整加工可以获得比一般机械加工更高的表面质量。 模具表面光整加工一直以来都是模具加工中的难题之一，特别是对于一些硬度较高的金属模具进行装配时，我国目前仍以手工研磨抛光为主。手工研磨抛光不仅难以保障产品质量、加工周期长，而且模具钳工作业环境差、劳动强度大，从而使之成为模具制造效率的瓶颈，也制约了我国模具行业向更高层次发展。 对于模具复杂型腔和一些狭缝的精加工，传统的机加工方法已无法胜任，必须采用新的工艺措施，如电化学或电化学机械光整加工技术。随着科学技术的不断发展，各类模具的加工工艺要求越来越高。提高模具的抛光效率和表面质量，使我国模具制造工艺水平再上新台阶，已成为刻不容缓的重要课题。 在模具表面光整加工技术中，主要的可以分为两大部分，即传统光整加工技术和非传统光整加工技术。传统光整加工技术主要是以手工研磨抛光为主和逐渐发展起来的机械光整加工；非传统光整加工主要包括化学抛光、电化学抛光、电解研磨、电化学机械光整加工、超声波加工、电火花抛光、激光抛光技术以及磁流变抛光等。下面就主要的加工方法进行介绍。
1. 常用光整加工方法与设备 (1) 手工研磨抛光 该方法是传统模具光整加工所采用的主要手段，也是我国目前仍广泛采用的方法之一。该方法不需要特殊的设备，适应性比较强，主要依赖于模具钳工的经验和技术水平，但效率低(约占整个模具周期的1/3)，且工人劳动强度大，质量不稳定，制约了我国模具加工向更高层次发展。但就目前的社会经济技术发展状况来看，在今后的相当一段时间内还不能完全淘汰这种加工手段。 (2) 数字式模具抛光机 这种抛光工具采用数字化控制，数字式显示和控制工艺参数，备有整套磨头及磨料，半自动抛光，具有体积小、使用方便的优点。其工艺特点主要有： a)具有平整功能，最大可平整的波纹长度为75mm。 b)和手工抛光相比，功效提高一倍，质量提高一个等级。 c)质量稳定，重复性好。 应用范围： a)各种模具材料：包括铸钢、锻钢、铝合金及锌基合金。 b)适用模具表面尺寸：从100×100mm~1500×3000 mm。 (3) 超声波模具抛光机 该抛光工具采用高频电火花脉冲电源与超声波快速振动研磨的原理进行抛光。它能完成一般抛光工具(电磨软轴等)难以伸入的窄槽、窄缝、边、角等曲折部位的抛光，抛光后不塌棱角，不影响模具的精度。该工具可以解决用户过去因工件形状复杂难以达到抛光要求这一难题。并且缩短了抛光时间提高了工作效率。为了提高粗糙度大于Ra1.6工件的抛光速度，工具采用超声波与专用的高
２加８年第２７卷 １０月 第１０期 机械科学与技术 ＭｅｃｈＩｌｉｃａｌＳｃｉｅｎ∞锄ｄ‰ｌｌＩＩｏｌｏｇｙ蠡”Ａｅｒ∞ｐａｃｅＥｎｇｉｒｌ∞ｒｉｌｌｇ ｏＩ呦ｂ凹２００８ Ｖ０１．２７Ｎｏ．１０翟小兵 齿轮的脉冲电化学光整加工数控分度系统设计 翟小兵１，李兵华２，徐文骥３，李洪友４，周锦进３ （１马鞍山科达机电有限公司，马鞍山２４３０７ｌ；２湖南冶金职业技术学院机械工程系，株洲４１２０ｌｌ； ３大连理工大学机械工程学院，大连１１６０２４；４华侨大学机电及自动化学院，泉州３６２０２１） 摘要：根据成型阴极脉冲电化学齿轮表面光整加工原理，设计了工装和分度数控系统。针对该系统的特点进行了误差分析，提出误差补偿措施。在此控制系统和优化的工艺参数下，采用宽度为５姗的工具阴极，可在５ｍｉｎ内把模数３、齿数３３、齿宽１５姗和齿面硬度ＨＲＣ５０—ＨＲＣ５５的直齿轮齿面翱糙度砌值从１．６肛ｍ降至ｏ．１肛ｍ以下，齿面的表面反射率ｐ（Ａ）由３０％提高到８０％一９０％。 关键词：脉冲电化学光整加工；齿轮齿面；工装；数控系统 中图分类号：．Ｉ’Ｇ６６文献标识码：Ａ文章编号：１００３名７２８（２００８）ｌＯ．１１８７讲 Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ Ｎ哪ｅｒｉｃａｌＣｏｎｔｒ?ｏｌＳｙｓｔｅｎ塔 ｏｆｎｌｌｓｅＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｎｌｉｃａＩＦｉＩｌｉｓＩｌｉｎｇｆｏｒＧｅａｒｓ ＺｈａｉＸｉａｏｂｉｎ９１，ＵＢｉｎｇｈｕａ２，ＸｕＷｅｎｊｉ３，“Ｈｏｎｇｙｏｕ４，ＺｈｏｕＪｉｎｊｉｎ３ （１Ｍ柚瑚ｈ蛐ＫｅｄａＩＩＩｄ岫ｔｒｉａｌＣｏ．，ＬｒＩＤ．。Ｍ姗ｈ觚２４３０７１； ７Ｄｅｐａ咖埒ｍ０ｆＭ∞ｈａＩｌｉｃａｌＥＩｌｇｉｎ鲫咖，Ｈ‰跚ＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＰ耐ｅ明ｉ伽＿ａｌ‰ｈｎｏｌｏ盱Ｃｏｕｅｇｅ，ｚｈｕｚｈ∞４１２０ｌｌ； ’ｓｃｈｏｏｌ０ｆＭ∞ｈ肌ｉｃａｌＥＩＩ删ＩＩｇ，Ｄａｌｉ强ＵＩｌｉ＂ｍ畸ｏｆＴｅｃｈＩ山留，Ｄａｌｉ眦１１６０２４； ’ｃｏｕｅ伊０ｆＭ∞ｈ彻ｉｃａｌＥＩＩｇｉＩｌ∞ｒｉｌＩｇ蚰ｄＡｕｔ锄硝∞。Ｈｕ８ｑｉ∞ｕｌｌｉｖ啪蛔，Ｑ岫ｈ∞３６２０２１） Ａｂｓ打ａｃｔ：Ｂａ∞ｄ帆出ｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｇｅ盯’８ｐｕｌ∞ｅｌｅｃｎＤｃｈｅｍｉｃａｌ五ＩＩｉｓｈｉＩｌｇ（ＰＥＣＦ）ｔｅｃｈｎｏｌｏ盱ｂｙ８ｌｌａｐｅｄｅｌ∞－删ｅ８，ａｊｉｇ眦ｄｃｏｎ№Ｉ８ｙ８ｔｅｍｂａ∞ｄ帆山ｅ姗ｅｒｉｃａｌｃｏｎ缸Ｄｌｔｅｃｈｎｏｌｏ盱ｆｏｒｃｏｎｔＩＤＵｉｎｇｇｅ盯ｄｉｖｉｄｉＩｌｇｄｅ、，ｉｃｅｉ８ｄｅ? Ｖｅｌｏｐｅｄ．ＥｒｒＱｒｏｆｔｌＩｅｊｉｇ肌ｄｃｏｎｔｒｏｌ８ｙｓｔｅｍｉ８肌ａｌｙ∞ｄ锄ｄｃｏｒ咒８舯吼ｄｉｎｇ咖ｐｅｎｓａｔｏｒｙｍｅｔｌｌｏｄｉ８ｐｕｔｆｏｒｗａＩｄ．Ｕｎ－ｄｅｒｔｌＩｅｏｐｔｉｎｌｉ匏ｄｐ眦ｍｅｔｅ玛．ａｍｉ邛时－ｌｉｋｅ鲫矗∞ｅｏｆｇｅ盯ｔｅｅｄｌＷｉｔｌｌ３ｍｍｉｎｍｏｄｕｌｅ，３３ｉＩＩｎｕｍｂｅｒｏｆｔｅｅｔｌｌ，１５衄ｉｌｌ稍ｄｔｌＩｏｆｔｅｅｔｌｌ觚ｄＨＲＣ５０—ＨＲＣ５５ｉＩｌ ｈａｒｄｎｅ褐ｏｆｔｅｅｔＩＩ８ｕ血ｃｅｃ髓ｂｅｇａｊｎｅｄｂｙＰＥＣＦ肌ｄｄｌｃ叭ｒ沁ｅｍｕｇｈｎｅ鼹、谊ｌｕｅｃａｎｂｅ聆ｄｕｃｅｄ舶ｍｍｏ佗出髓ｊｋ１．６ＩＪ皿ｔｏｌｅｓ８ｔｌｌ眦ｊｋＯ．１Ⅲｍ，ａｎｄｇ眦ｆａｃｅｒｅｎｅｃｄｖｉｔ）ｒ、越ｕｅｃａｎｂｅｉＩｌｃｒｅ鹪ｅｄ丘ｏｍｌｅｓ８ｔｌＩａｎ３０％ｔｏｍｏ聆ｔＩＩａｎ８０％一９０％ｗｉｔｌｌｉＩｌ５ｍｉ硼ｔｅ８．Ｔｈｅ弛蛐ｌｔ８８ｈｏｗｔｈａｔｔｌｌｅＰＥＣＦｂｙ删ｃａｌｃｏｎ缸ｏｌｃ蚰ｇｒｅａｄｙ肌ｄｑｕｉｃｋｌｙ弛ｄｕｃｅ叭血ｃｅ砌】曲ｎｅ鹞Ｖａｈｌｅ８肌ｄｉｍｐｒｏｖｅｔｌｌｅ叭血ｃｅｑｔｌ址ｔ），ｉＩｌｔｌｌｅ ６Ｉｌｉｓｈｅｄ印＿ｅｃｉａｌｇｅａ璐ｗｉｔ｝ｌｈａｒｄｔ００ｂｈｃｅ． Ｋｅｙ啪ｒｄｓ：ＰＥＣＦ（Ｐｕｌ８ｅＥｌｅｃ慨ｈｅｎＩｉｃａｌＦｉｎｉ８ｈｉｌｌｇ）；ｇｅ盯肌出ｃｅ；ｇｉｇ；ｎ啪ｅｒｉｃａｌｃ仰砌 齿轮的加工质量直接影响相关机电产品的质量，高速、重载、低噪音、长寿命已成为齿轮设计和制造的研究方向，这就要求在保证齿轮有较高硬度和强度的同时，其加工精度和表面质量也要较高【ｌ】。目前，获得高硬齿面常用的方法是采用热处理工艺。而为了有效地提高齿轮的最终加工精度和表面质 收稿日期：２００ｒ７一∞一２ｌ 基金项目：福建省自然科学基金计划项目（２∞６Ｊ０１６６）资助 作者简介：翟小兵（１９ｒ７３一）。高级工程师，博士，研究方向为特种加工与精密制造。珏ｂ旺＠ｌ∞．嘲或ｄⅨ＠２ｌ∞．啪量，除了控制热处理变形等因素外，还会在热处理工序后增加齿轮精加工、修形加工和光整加工工序。但是，由于目前齿轮齿面的光整加工主要还是采用机械加工方法，效率低且成本高，劳动强度较高。比如，磨齿生产率不高，加工成本又太高；珩齿虽然生产率可以满足大批量齿轮生产的要求，但加工成本也较高。再者，磨齿及珩齿加工中刀具（砂轮及珩磨轮）耗损要经常进行修整，而刀具的修磨也较为复杂，且影响效率；研齿和抛齿生产率太低，不适合 大批量生产；硬齿面齿轮的精滚、精车和剃齿工艺技 万方数据
8种电化学水处理方法 电化学水处理- 世间万物，都是有一利就有一弊。社会的进步和人们生活水平的提高，也不可避免地对环境产生污染。废水就是其中之一。随着石化、印染、造纸、农药、医药卫生、冶金、食品等行业的迅速发展，世界各国的废水排放总量急剧增加，且由于废水中含有较多的高浓度、高毒性、高盐度、高色度的成分，使其难以降解和处理，往往会造成非常严重的水环境污染。 为了处理每天大量排出的工业废水，人们也是蛮拼的。物、化、生齐用，力、声、光、电、磁结合。今天笔者为您总结用电’ 来处理废水的电化学水处理技术。 电化学水处理技术，是指在电极或外加电场的作用下，在特定的电化学反应器内，通过一定的化学反应、电化学过程或物理过程，对废水中的污染物进行降解的过程。电化学系统设备相对简单，占地面积小，操作维护费用较低，能有效避免二次污染，而且反应可控程度高，便于实现工业自动化，被称为环境友好’ 技术。 电化学水处理的发展历程 1799 年 Valta制成Cu-Zn原电池，这是世界上第一个将化学能转化为电能的化学电源 1833 年 建立电流和化学反应关系的法拉第定律。 19世纪70年代 Helmholtz提出双电层概念。任何两个不同的物相接触都会在两相间产生电势，这是因电荷分离引起的。两相各有过剩的电荷，电量相等，正负号相反，相互吸引，形成双电层。 1887 年 Arrhenius提出电离学说。 1889 年 Nernst提出电极电位与电极反应组分浓度关系的能斯特方程。 1903 年 Morse 和Pierce 把两根电极分别置于透析袋内部和外部溶液中，发现带电杂质能迅速地从凝胶中除去。 1905年 提出Tafel 公式，揭示电流密度和氢过电位之间的关系。 1906年
浅谈应用电化学与生活中的化学 电化学是研究电和化学反应之间的相互作用。电化学技术成果与人类的生活和生产实际密切相关,如化学电池、腐蚀保护、表面精饰、金属精炼、电化学传感器等等，同时也应用于电解合成、环境治理、人造器官、生物电池、心脑电图、信息传递等方面。它的发展推动了世界科学的进步，促进了社会经济的发展，对解决人类社会面临的能源、交通、材料、环保、信息、生命等问题已经作出并正在作出巨大的贡献。 下面简单介绍几种应用电化学在生活中的应用： 一、金属腐蚀防护 金属腐蚀在生活中十分常见，全世界每年因腐蚀而造成的金属损失相当于全世界金属产量的1/4以上，我国因腐蚀造成的经济损失达200亿以上。因此金属腐蚀防护研究具有很高的现实意义。 由于绝大部分的金属腐蚀都是电化学腐蚀，因此，电化学方法在金属防护上有极大的应用。 常用的防腐蚀方法有调节PH、阴极保护、阳极保护、金属钝化、金属镀层。 金属的电化学腐蚀：若金属与非电解介质直接反应而腐蚀称为化学腐蚀。 1：金属与电解质溶液(潮湿空气，溶解有杂质或污染物的水，海水)接触。 2：金属/电解质溶液界面可发生阳极氧化溶解过程。 3：若存在相应的阴极还原反应，就构成了自发的原电池，持续放电而腐蚀。 金属之所以受到腐蚀，是由于在金属表面的区域之间存在着电极电势差，即存在着电化学不均匀而造成的，各种不均匀性加速腐蚀，称为局部腐蚀。 金属腐蚀的防护： 1：金属的化学钝化(强氧化剂作用，在表面形成一层致密的氧化物膜)。 2：选配设计合金，改善钝化性能。 3：阴极保护(牺牲阳极，与直流电源的负极相连使成为阴极)。 4：阳极保护(与直流电源的正极相连，使处于f -pH图的钝化区，阳极钝化)。 5：镀层(耐腐蚀金属，油漆，搪瓷，塑料，橡胶等)。 6：缓蚀剂 a：在介质中添加，无机盐类，氧化剂，有机物，减慢反应速度，加大极化。 b：生成胶体粒子，生成难溶性沉淀，发生钝化，有机分子吸附，从而覆盖电极表面，妨碍反应进行，阻止或减缓金属腐蚀。 二、化学电源 1：干电池 酸性锌锰干电池：负极为锌筒，正极为MnO2和活性炭混合物，电解质溶液为NH4Cl和ZnCl2水溶液，加淀粉糊凝固，电极反应为Zn氧化和MnO2还原。 碱性锌锰干电池：负极为汞齐化的锌粉，正极为MnO2粉和炭粉混合物装在一个钢壳内，电解质溶液为KOH水溶液。 2：蓄电池 锂电池：质量轻，Li/Li+标准电极电势最负，导电性和机械性能都很好。 以金属锂或锂合金作为负极，无机物或有机材料做正极如锂|二硫化钼，锂|钒氧化物，锂|二氧化锰，有机聚合物或导电高分子作正极。 3：燃料电池：是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。 a：燃料电池中的燃料和氧化剂都是由外部供给，理论上电池的电极不消耗。 b：只要连续供给燃料和氧化剂，电池就可以连续对外放电。 c：燃料电池所发生的电化学反应实质上就是燃料的燃烧反应。
第２５卷２００６年第１１期 １１月 机械科学与技术 ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖ０１．２５Ｎｏ．１１ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２００６ 周锦进文章编号：１００３．８７２８（２００６）１１一１３０１旬４ 电化学光整加工中表面毛化的应用 周锦进１，阿达依?谢尔亚孜旦１，庞桂兵２ （‘大连理工大学机械工程学院，大连１１６０２４； ２大连轻工业学院机械工程与自动化学院，大连１１６０３４） 摘要：基于对电化学光整加工之后表面微观几何形貌变化的分析，认为“高原”型表面微观几何形貌的存在对电化学光整加工的整平能力及其效果的提高有一定的影响，提出将表面毛化技术应用于电化学光整加工的设想，并实验验证了适度的表面毛化对光整加工是有利的；同时将此方法应用于无缝碳钢钢管内孔的表面光整加工中，在表面粗糙度Ｒｏ达Ｏ．２肛ｍ以下的同时，生产效率也得到提高。 关键词：表面毛化；电化学光整；表面质量 中图分类号：ＴＧ６６２文献标识码：Ａ ＡｐｐＨｃａｔｉｏｎｏｆＳｕｒｆａｃｅ?ｒｏｕｇｈｉｌＩｇｉｎＥＩｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａＩＦｉｎｉｓｌｌｉｎｇ ｚｈｏｕＪｉｎｊｉｎｌ，Ａｄａｙｉｘｉｅｅｒｙａｚｉｄ８ｎ１，ＰａｎｇＧｕｉｂｉｎ∥ （。ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１ｌ６０２４； ２ Ｓｃｈ００１ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＬ培ｈｔＩｎｄｕｓｔｒ）ｒ，Ｄａｌｉａｎ１１６０３４） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙ８ｉｓｏｆｃｈａｎｇｅｓｉｎｓｕｄ．ａｃｅｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｂｅ｛ｂｒｅａｎｄａｆｔｅｒｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｆｉｎｉｓｈ?ｉｎｇ（ＥＣＦ），ｔｈｅｐａｐｅｒｃｌａｉｍｓｔｌ】＿ａｔａｐｌａｔｅａｕ－ｌｉｋｅｓｕｄｈｃｅｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｅｘｅｒｃｉｓｅｓｉｎｎｕｅｎｃｅｔｏａｃｅｒｔａｉｎｄｅｇｒｅｅｏｎｔｈｅｉｍｐｒｏＶｅｍｅｎｔｏｆｆｉｎｉｓｈｉｎｇｃａｐ￡击ｉｌｉｔｙａｎｄｅ１．ｆｅｃｔｓｏｆＥＣＦ．Ｓｏ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄｔｈａｔｓｕＩｆａｃｅ—ＩＤｕｇ—ｈｉｎｇｂｅｕｓｅｄｉｎＥＣＦｔｏｅｎｈａｎｃｅｓｕｒｆａｃｅｑｕａｌｉｔｙ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｌｌａｔａｐｒ叩ｅｒｓｕｌｆａｃｅ—ｒｏｕｇｈｉｎｇｉｓｆａｖｏｒａｂｌｅｔｏＥＣＦ．Ｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏ上ｈｅＥＣＦｏｆｔｈｅｉｎｓｉｄｅｓｕＩｆａｃｅｓｏｆｓｅａｍｌｅｓｓｃａｒｂｏｎｓｔｅｅｌｐｉｐｅｓｒａｉｓｅｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅ仿ｃｉｅｎｅｙｗｈｅｎｔｈｅｉｒｓｕｄ．ａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｉｓｂｅｌｏｗ０．２ｐｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｄ’ａｃｅ—ｒｏｕｇｈｉｎｇ；ｅｌｅｃｔｒｏｅｈｅｍｉｃａｌｆｉｎｉｓｈｉｎｇ；ｓｕｒｆａｃｅｑｕａｌｉｔｙ 表面质量对产品使用性能及使用寿命有十分显著的影响…。光整加工技术口１作为提高机械零部件表面质量的重要措施之一，日益受到关注及应用，并通常被安排为最终的加工工艺或工序。任何一种加工工艺方法所能达到的经济精度和表面经济粗糙度都是有限的，并对将处理的表面有一定的要求，而实践表明光整加工的生产效率及其效果受前端加工工艺、工序的制约更为突出。 以电化学加工为基础的电解磨削¨１等的出现，虽在不同程度上提高了机械零件的表面质量及加工精度，同时对前端工艺、工序的技术要求也有一定的放宽，但因导电砂轮制作工艺等的制约，其应用仍受到一定的局限。近十几年来电化学机械及脉冲电化学等在光整加工领域的应用显示了其优势，并促进了光整加工技术的发展ＭＪ，但由于前端工艺方法、原始表面质量等因素的制约限制了其生产效率及其效果的提高。虽然在电化学光整加工中，提高电流密 收稿日期：２００５—０６一０３ 作者简介：周锦进（１９３６一），男（汉），湖北，教授，博士生导师 Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｊｊ＠ｄｌｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ度以加大金属的去除量是一种可行的方法，但这势必对电源提出更高的要求，同时影响产品的精度等。为此，寻求一种在前端加工工艺方法的经济精度及表面经济粗糙度的基础上既能提高电化学光整加工生产效率又能提高光整效果的方法是很有必要的。值得关注的是，机械零部件经电化学光整加工之后，其显著的变化在于表面微观几何形貌由“尖峰”状变为“高原”型形貌，而这种变化势必对光整加工的整平能力及光整效果产生影响。本文在分析表面微观几何形貌的变化对电化学光整加工影响的基础上，提出表面适度地“毛化”有益于光整加工的观点，并在此基础上实现了无缝碳钢钢管内孔的表面光整加工。 ｌ电化学光整加工中的表面微观几何形貌 １．１表面微观几何形貌的变化及其影响 经电化学光整加工后，工件阳极表面微观几何形貌发生了显著的变化，见图１所示，尖峰明显地消失，取而代之的则是平滑的凸处及各凸处之间的光滑过渡，这种表面微观几何形貌的变化在于利用电化学阳极溶解原理为基础的 电化学加工所特有的去除机理。图２是一组利用脉冲电化 万方数据
第２４卷２００５年第１２期 １２月 机械科学与技术 ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖ０１．２４Ｎｏ１２ Ｄｍｍｂｅｒ２００５ 王希文章编号：１００３—８７２８【２００５）１２—１４４９一０３ 基于电容模型的脉冲电解、电化学光整、 蚀刻加工机理分析 王希，赵东标，云乃彰 （南京航空航天大学机电学院，南京２１００１６） 摘要：用一个动态变化的电客模型来描述电化学加工过程，从一个全新的角度——电容，来解释电化学加工的机理。利用电极俸系的等效阻抗的变化束解释脉冲电解中线性电解液非线性化的现象；通过界面双电层电容值的变化来解释脉冲电化学光整加工提高精度的根本原因；在脉冲电化学蚀剥中由于保护膜产生的类似电解电容效应，使谊处的电容值显著变化，从而解班了在纯化学蚀刻中出现的侧向腐蚀问题。 关键词：电解加工；电化学兄垫；电化学蚀剖；机理；双电层电容 中图分类号：ＴＱｌｓ０文献标识码：Ａ ＭｅｃｈａｎｉｓｍＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＰｕｌｓｅｄＥＩｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａＩＭａｃｈｉｎｉｎｇ（ＰＥＣＭ），Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ（ＥＰ） ａｎｄＭｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ（ＥＭＭ）ＢａｓｅｄｏｎａＣａｐａｃｉｔｙＭｏｄｅｌ ＷａｎｇＸｉ，ＺｈａｏＤｏｎｇｂｉａｏ，ＹｕｎＮａｉｚｈａｎｇ （Ｎａｎｊｉ”ｇＵ埘ｖｅ瑙；‘ｙｏ，Ａｅｒｏ瑚ｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏ蛐ｕｌｉｃ５，Ｎａｎｊｊｎｇ２】００１６） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ—ｃｈａ“ｇｊ“ｇｍｏｄｅＩｈａｓｅｄｏｎｃ８ｐａｃｉｔｙｉｓｕｓｅｄｔｏｄｉｓｅ—ｂｅｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｓｏｆＥＣＭａｎｄｔｏｅｘｐｌａｉｎｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｒｏｍａｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｎｅｗｐｏｉｎｔｏｆｖｉｅｗ，ｎａｍｅｌｙｃ８ｐａｃｉｔｙ．Ｔｈｅｃｈａ“ｇｅｏｆ８ｑｕｉｖａｌｅｎｔｉｍｐｅｄｅｎｃｅｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅ８ｙｓｔｅｍｉｓｕｓｅｄｔｏｅｌｐｌａｉｎｔｈｅｎｅｕｔｒａｌｌｉｎｅａｒｉｔｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｃｈａ“ｇｅｊｎｔｏｎｏｎｌｉｎｅａｒ—ｉｔｙｉｎＰＥＣＭ．ＴｈｅｒｅａｓｏｎｆｏｒｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎｂｙｔｌｌｅＥＰｉｓｌｈｅｃｈａ“ｇｅｏｆｄ叭ｌｂｌｅ１８ｙｅｒｃ８ｐａｃｉｔｙｖａｌｕｅＴｈｅｐｍｔｅｃｔｉｏｎｆｉｌｍｉｎＥＭＭｌｅａｄｓｔｏｔｈｅｃｒｅａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｅａｌｃａｐａｃｉｔｙｅｆｆｅｃｔｓ。ａｎｄｔｈｅｎｌｅａｄｓｔｏｔｈｅｃｈａ“ｇｅ《ｉｎｔｅｒｆａｃｅｃａｐａｃｉ‘ｙｖａｌｕｅ．ＴｈｉｓｉｓｗｈｙｔｈｅＥＭＭｈａｓｎ’ｔｔｈｅｐｍｂｌｅｍｏｆｅｔｃｈｉ“ｇｕｎｄｅｒ￡ｈ。ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｆｉｌｍｐｕｒｅｃｈｅｍｉｃａｌｍａｃｈｌｎｉ“ｇ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＥＣＭ；ＥＰ；ＥＭＭ；ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｄｏｕｂｌｅｌａｙｅｒｃ８ｐａｃｉｔｙ 电解加工（ＥｃＭ）、电化学光整加工（ＥＰ）、电化学蚀刻（ＥＭＭ）都是利用金属阳极电化学溶解原理来去除材料的制造技术。电解加工是在上世纪５０年代末发展起来的，具有许多独特的优点，如无工具损耗、与材料硬度无关、生产率高、无加工应力、可加工三维复杂形状等。现已成为航空航天制造业中一种关键技术，还在兵器、汽车、医疗器材、电子、模具等行业中得到了许多应用”“。传统的直流电解加工（ＤＥＣＭ）一直以来并不被认为是一种高精度的加工方法（加工一般三维表面成型精度为ｏ２０ ｍｏ．５０ｍｍ，孔加工为±００２５ｍｍ￣±００５ｍ皿）。目前电解加工正趋于采用高频窄脉冲电源（ＰＥｃＭ）实现高精度（尺寸精度小于５灿ｍ，表面粗糙度Ｒａ０．０３ｐｍ）、小间隙（１０ｐｍ一５０ｐｍ）加工”１，并朝着微细化方向发展；ＰＥｃＭ的出现给电解加工带来了一个 收稿日期：２００４一１０一１０ 基金项目－围家自然科学慕盘项日（５０２７５０７７）．Ｌ｝ｌ国高校博士基金项目（２００２０２８７００４）和航空科学基金项目（０２Ｈ５２０４８）资助 作者简介：王希（１９７０一），男（汉），湖南．博士研究十 Ｅ－ｎｌａＩｌ：ｗｖ７０７２＠８０ｈｕｃｏｍ飞跃．加工质量大幅度提高。主要是因为：ＰＥｃＭ在脉冲的间隙期间可以对电解产物进行冲刷，降低温度，还可以产生脉冲压力波．使电解液产生搅动，从而均匀流场，减少死水区和空穴现象等，这使得ＰＥｃＭ可以稳定在较小间隙进行加工，从而提高加工质量。另外在ＰＥｃＭ中还发现一些试验现象，倒壹¨电流效率一电流密度曲线右移，发现它能提高加工集中蚀除率，可以提高加工精度，但是无法从理论上给与解释。 电化学光整（ＥＰ）的发明要追溯到１９３０年ｈｃｑｕｅｔ的专利”ｌ，初期的ＥＰ是采用直流电源、酸性电解液、静液加工的光整加工工艺，只能将工件的原始表面粗糙度降低ｌ一２级，难以满足更高的表面质量要求。目前的ＥＰ采用脉冲电源、流动的非线性电解液，不但可以大幅度改善表面质量而且可以显著提高生产效率。ＥＰ不同于ＥｃＭ主要是它的金属去除量小，因此要求的电流密度小，特别是要达到镜面效果时更要求小电流，另外ＥＰ的工具阴极是不进给的。 电化学蚀刻（ＥＭＭ）的基本原理是在金属表面适当的 地方涂上一?层不导电的保护膜，对保护膜以外的地方用电 万方数据
页码 1 — 6 埃马克高精密电解加工(PECM 技术——应对难加工材料的解决方案 汽车生产行业发展飞速,其趋势之一就是,建设新的生产基地,迎接新的挑战。特别是南美和中国,正在建设大量的生产基地,这些基地的规划会受到多种需求的影响。不仅需要建设具备创新技术和高度灵活的生产线来确保产量的提高(例如,每天出厂的乘用车数量,还要必须保障产品质量的不断提高。因此,在研发更有效的新工艺方面,对机械工程设计行业的创新者们提出了更高的要求,而埃马克(EMAG 的PECM 技术在对难加工材料制成的复杂零部件进行加工时拥有巨大的优势。 汽车工业、航空工业以及其他工业部门的发展为加工行业带来了巨大挑战,因为随着这些行业的发展和技术的进步,他们需要越来越多的难加工材料,以及制造更多具有特别复杂几何形状的新零部件。制造这些零部件所需的新工艺必须能够保证高效的生产工艺,和保证绝对的工艺完整性。 关注高难度的加工要求 在这种背景下,显而易见,生产计划人员必须要努力寻找新的创新性加工工艺。同时人们经常会问:那些机械工程设计领域中的新技术能否应对不断增长的生产需求?对于这一问题,埃马克集团旗下的一家电解加工(ECM 技术公司 EMAG ECM GmbH 给出了一个特殊的答案。埃马克的专家们利用他们称之为 PECM 的技术(“ P ”代表“精密”,进一步改进了该工艺。他们从一开始就特别关注加工复杂零部件
过程中所需的高难度任务。正如 EMAG ECM 技术销售主管理查德 ·凯勒所说:“在加工高强度合金时,许多用户至今仍依赖高速铣削和电火花放电加工。但是这项技术有自己的劣势,比如,工具磨损非常大,而且产生高温对材料造成不良影响。在PECM 中,则不会存在这些问 页码 2 — 6 题,即使出现这些现象,所造成的影响也是微不足道的。事实上,这正是该项工艺的特殊优势所在。” 高质量的工艺 该项工艺具有出众的优势:加工高强度合金(又被称为“超级合金”以及其它难加工材料时,工具基本上没有明显的磨损。产品表面光洁度非常高:没有毛刺,也没有材料结构损害。这是如何实现的呢?首先, EMC 工艺在清除材料的过程中,动作非常柔和。工件作为阳极,工具作为阴极,在这两极之间有电解液,电解液可以将金属离子从工件上剥离。由于工具的阴极形状代表了所期望的工件形状,因此仅在需要清除的地方清除材料即可。通过这种技术, 可以在非接触式、不受热效应影响的情况下加工出曲面、环形通道、凹槽或腔室等形状,并且能够确保最高的精确度。 更高的效率 凯勒先生说:“这项工艺使我们能够生产最为精致和复杂的零部件。我们已经有意识地将 ECM 发展为 PECM ,以确保我们能够在越来越小的部件上实现更高精度
电化学与生活 （哈尔滨工业大学能源学院） 摘要：电化学作为化学学科中对社会影响极为广泛的一部分是一个极为重要的学科。本文主要简单介绍了电化学对人们日常生产生活方面的影响和电化学的相关原理，并对原电池和电解池等电化学典型案例进行结构分析和原理介绍。同时将电化学在生活中的具体问题进行了分析，并找出了电化学与人类社会发展之间密不可分的联系。 关键词：电化学，电解池，原电池，氧化还原反应，金属腐蚀，电子转移 一、引言 化学是一门以实验为主的学科，但同时也是用途十分广泛的一门学科，它说涵盖的内容涉及到了人类发展的各个方面，从社会到生活，从学习到工作，从学校到工厂，化学的影子无处不在。化学学科的具体分类分为无机化学，有机化学，物理化学，分析化学，高分子化学，核化学和生物化学等。而本文将要讨论的电化学就是隶属于物理化学科目下的具体学科。 电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成，也可利用高压静电放电来实现（如氧通过无声放电管转变为臭氧），二者统称电化学，后者为电化学的一个分支，称放电化学。电化学是研究两类导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学。如今已形成了合成电化学、量子电化学、半导体电化学、有机导体电化学、光谱电化学、生物电化学等多个分支。电化学在化工、冶金、机械、电子、航空、航天、轻工、仪表、医学、材料、能源、金属腐蚀与防护、环境科学等科技领域获得了广泛的应用。当前世界上十分关注的研究课题, 如能源、材料、环境保护、生命科学等等都与电化学以各种各样的方式关联在一起。 二、电化学的相关原理 电化学基本原理就是我们在高中时再熟悉不过的氧化还原反应，通过两种物质或在经过中间物质的电子转移来实现电解或发电等相应的化学反应。电化学反应主要包括电解池反应和原电池反应。 1.原电池反应 原电池是主要是利用两个电极之间金属活动性的不同，产生电势差，从而使电子的流动，产生电流。多数原电池的反应是不可逆的，即是只能将化学能转换为电能，而不能像蓄电池那样将电能与化学能相互转化。其中在负极发生氧化反应，即失去电子的反应；正极发生还原反应，即得到相应电子的反应。 原电池的发明历史可追溯到18世纪末期，当时意大利生物学家伽伐尼正在进行著名的青蛙实验，当用金属手术刀接触蛙腿时，发现蛙腿会抽搐。大名鼎鼎的伏打认为这是金属与蛙腿组织液（电解质溶液）之间产生的电流刺激造成的。1800年，伏打据此设计出了现在 被称为伏打电堆的装置，锌为负极，银为正极，用盐水作电解质溶液。1836年，丹尼尔发 明了世界上第一个实用电池，并用于早期铁路信号灯。 原电池主要由三部分组成，分别是两个半电池，盐桥和导线。其中两个半电池上的一般是两种金属活动性相差较大的金属，而铅蓄电池和燃料电池等原电池的两极则是由化合物或燃料气体组成的，它们也是通过相应的化学反应来确保电子的定向转移的。构成原电池时，将这两种金属极板浸泡在相应的电解质溶液中，在电解质外两种金属极板通过导线相连接，以此来保证电子在原电池中的通常运行。 以我们在学校中最常见到的铜锌原电池为例，它就是以锌电极作为负极，铜电极作为阳极。将两块电极分别放在装有硫酸锌溶液和硫酸铜溶液两个烧杯中，由于锌的活动性远强于铜，所以锌极就是该原电池的负极，铜极就是原电池的正极，在在两个烧杯之间用装有氯化钾的盐桥来进行电子转移时的平衡。
浅谈电化学在环境工程中的应用 摘要： 概述了电化学在环境保护中的优越性,综述了电化学处理环境污染物的基本方法及原理, 简单介绍了电化学技术在环境工程特别是在处理环境污染物中的应用 ,展望了电化学在环境治理领域的应用前景和发展方向。 关键词：电化学环境工程环境污染物 正文： 电化学是物理化学中的一个重要组成部分。电化学主要是研究电能与化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学。它是一门重要的边缘学科，应用范围很广。随着全球环境状况的日益严峻,环境保护及污染物处理问题引起了全世界人们的高度重视。电化学技术由于其自身的优点和特性, 近年来在环境工程中也得到了广泛的应用。 1 电化学在环境保护方面的优越性体现在以下几点：1)在电化学过程中使用高效、清洁的电子作为强氧化还原试剂,是一种基本上对环境无污染的绿色技术,环境兼容性高。2)由于电化学过程使用电场能为反应动力, 所以能量利用率高。 3)电化学利用电流和电压的变化就能对物质进行氧化或还原,易测定和自动控制。4)多功能性电化学过程具有直接或间接氧化与还原、相分离、浓缩与稀释、生物杀伤等功能。同时，与生化法相比,电化学方法一般不受反应物生物毒性的影响,可以作为高毒性、高腐蚀性有机物的有效处理方法,也可以作为生化方法的预处理。5)电化学技术仪器设备简单,易自动化,便于携带,灵敏度和准确度高,选择性好。 2 电化学技术处理环境污染物常用的基本方法及原理 (1)电化学氧化 电化学氧化分为直接氧化和间接氧化两种,属于阳极过程。直接氧化是通过阳极氧化使污染物直接转化为无害物质;间接氧化则是通过阳极反应产生具有强氧化作用的中间物质或发生阳极反应之外的中间反应,使被处理污染物氧化,最终转化为无害物质。
光整加工技术综述 摘要：介绍了光整加工技术在制造业中的重要地位和作用，对光整加工技术进行分类并分析了光整加工技术的工艺方法及特点，叙述了各类光整加工技术的发展历程，并着重介绍了几类非传统光整加工技术的应用和不足，最后分析了光整加工技术未来的发展要求和方向。 1 光整加工技术的含义、地位及作用 表面质量是评价零件质量的一个重要指标，零件表面的凹凸不平、飞边毛刺、磕碰划伤和微观裂纹等，不仅影响零件的表面质量，同时也影响整机的装配精度、性能和使用寿命。所谓光整加工，是指被加工对象表面质量得到大幅度提高的同时，实现精度的稳定甚至提高加工精度等级的一种技术，是先进制造技术的一个重要组成部分。 2 光整加工技术的特点 进行光整加工的目的，主要是提高零件的表面质量。无论是传统的光整加工方法，还是近年来出现的新工艺技术，都具有以下主要特点： （1）光整加工的加工余量小，原则上只是上道工序公差带宽度的几分之一。一般情况下，只能改善表面质量（减小粗糙度值，消除划痕、裂纹和毛刺等），不影响加工精度。如果余量太大，不仅生产效率低，有时还可能导致工件的原有精度下降； （2）光整加工所用机床设备不需要很精确的成形运动，但磨具与工件之间的相对运动应尽量复杂。因为光整加工是用细粒度的磨
料对工件表面进行微量切削和挤压、划擦的过程，只要保证磨具与工件加工表面能具有较大的随机性接触，就能使表面误差逐步均化到最终消除，从而获得很高的表面质量； （3）光整加工时，磨具相对于工件的定位基准没有确定的位置，一般不能修正加工表面的形状和位置误差，其精度要靠先行工序来保证； （4）有效地清除铸件、锻件和热处理件的表面的残渣、杂质及氧化皮； （5）改善工件表面层应力状态，形成抗疲劳破坏的均匀压应力值（一般比原值增大50%以上）； （6）改善工件表面层金相组织状态，提高表面显微硬度，一般提高6% ~ 20%，形成一定深度的耐磨损、抗疲劳的致密金属层，深度一般提高4倍以上； （7）提高工件清洁度，完成传动件的初期磨损，改善整机部分性能指标，缩短整机磨合期40%以上； （8）降低工艺成本，减轻工人劳动强度，提高生产效率，无污染，便于机械化和自动化生产。 3 光整加工技术的分类及工艺方法 光整加工主要有采用固结磨料或游离磨料的手工研磨和抛光、机械传统光整加工、非传统光整加工和复合非传统光整加工。如果按能量提供方法分类，则可大致分为机械法、化学和电化学法、热能作用这几类。若按光整加工的主要功能来分，可分为下面3大类：
钛合金脉冲电化学光整加工工艺研究 包胜华 吴蒙华 张念卿 张志强 (大连大学机械工程系,辽宁大连116622) 摘要:阐述了脉冲电化学抛光的基本原理。采用以甲酰胺(HCONH2)为基的非水电解液,在实验的基础上,初步分析了脉冲电流密度、脉冲宽度、脉冲占空比对光整加工质量的影响,获得了较为合理的工艺参数。 关键词:钛合金;脉冲;电化学抛光;工艺 由于钛合金具有质量轻、强度高、耐腐蚀、生物相容性好、耐热性高等特点,因而被广泛应用于各个领域[1]。尤其在生物医学领域,广泛采用以Ti-6Al-4V为主的α+β双相组织钛合金为材料制作临床用的人工骨、关节、牙等各种植入物及矫形物、手术器械、医疗仪器等[2]。目前,国内外通常采用精锻、真空精铸、冷(热)镦等非机械加工方法进行钛合金制件的成形加工,并采用电镀、机械抛光、化学镀等方法进行表面光整加工[3～4]。上述方法存在诸如工艺复杂、影响因素多、、易产生氢脆、裂纹、表面粗糙等缺点。本文以Ti-6Al-4V钛合金为对象,在甲酰胺为基的非水电解液中,进行了脉冲电化学光整加工工艺的初步研究。 1 脉冲电化学抛光的基本原理 电化学抛光是基于金属阳极的电化学溶解原理进行的。抛光时,工件为阳极,不溶性金属为阴极,两极间以电解液为导电介质,在一定的极间电压(3～18V)作用下,被抛光金属发生阳极溶解反应,在 收稿日期:2003-01-10阴极发生产生气体的反应。阳极溶解的金属离子在其表面的扩散层内逐渐堆积,形成一层粘液层,由于被抛光金属表面存在微观的凸凹不平,凸起处粘液层较薄,电阻相对较小,尖端效应又使得电力线集中,电流密度较大,离子向溶液内部的扩散速度较快,电极反应迅速,金属去除量较大;低凹处电力线较分散,电流密度较小,粘液层相对较厚,离子向溶液内部的扩散速度较慢,造成电极反应弱,金属去除量相对较少。随着抛光时间的延长,使得金属表面逐渐达到微观整平的目的。 脉冲电流电化学光整加工的实质是利用有规律的间歇供电(脉冲电流)进行间歇加工,同时改善极间加工环境[5]。加工时由于脉冲电流的间歇作用和阶跃变化,使加工间隙中的电解液发生振荡而产生压力波,压力波的搅拌作用大大改善了加工间隙中电解液的流动条件,间隙通道内的电化学产物、析气和析热得以及时、充分排除,同时加速了间隙内电解液的更新,电解液的更新将阳极溶解生成的氧化膜冲走,露出新鲜的金属表面,同时重新在工件表面快速形成一层氧化物。利用脉冲电流能有效影响阳 料板和凸模导向板采用CrWMn,热处理后硬度为56HRC。为保证精度,卸料板采用线切割机进行加工,凸模导向板采用低速走丝线切割机进行加工。 2.6 其他部分 上下垫板、凸凹固定板采用45钢,热处理后的硬度为46～52HRC。上下模座用45钢,调质、时效处理,导柱、导套材料为GCr15。卸料弹簧采用高强度优质矩形弹簧标准件。 3 结束语 定位器硬质合金级进模具从设计到加工采用了CAD/CAM一体化技术,使模具设计、加工的周期明显缩短。经过一年多的使用,证明该模具使用、维修方便,冲出的零件符合图纸要求,生产率大大提高,满足了大批量生产的要求。 参考文献: [1] 张耀宸.机械加工工艺设计手册.北京:航空工业出版社, 1987 [2] 郑可.实用冲压模具设计手册.北京:宇航出版社,1990 — 47 — 工艺·装备 《电加工与模具》2003年第3期
电化学水处理考察报告 针对我公司设备冷却循环水质不达标情况，由能源部、机动部联合组织相关人员分别对上海东方维尔和山西和风佳会两家公司在工业领域的应用进行了实地考察，两家公司处理原理基本相同，只是处理设备的形式上有所区别。 两家公司电化学水处理技术的主要工作原理是利用电化学的氧化还原反应，将水中的Ca2+、Mg2+以固体形式排除，降低水体的硬度，同时产生氧化性物质，抑制循环水系统中菌藻的滋生，达到杀菌灭藻功能。目前，对于电化学循环水处理技术的机理研究主要集中在以下几个方面： 1.电化学除垢原理 在直流电场的作用下水在阴极发生电解反应生成OH-，由阴极反应产生的OH-离子，打破阴极附近溶液中碱度与硬度的平衡，溶液中的HCO3-离子转化为CO32-离子，同时水中的Ca2+、Mg2+等成垢离子在静电引力的作用下向阴极区迁移，分别生成CaCO3、Mg(OH)2沉淀析出，同时在电场的作用下，CaCO3在阴极板表面的结晶形式由坚硬的方解石结构转变为较为疏松的文石型结构，更易于剥离去除 2.电化学杀菌原理 在电场的作用下，水中的氯离子会被氧化成氯气、次氯酸、次氯酸根等自由氯组分，电解氯化作用，主要通过次氯酸起作用。次氯酸为很小的中性分子，它扩散到带负电的细菌表面，并通过细菌的细胞
壁穿透到细菌内部。当次氯酸到达细菌内部时，能起氧化作用破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。在电催化反应中，通过电解水以及溶解在水中的氧气在电极表面生成一些短寿命的中间产物，即臭氧、羟基自由基、过氧化氢和氧自由基等，这些强氧化性的物质能使微生物细胞中的多种成分发生氧化，从而使微生物产生不可逆的变化而死亡。 3.电化学处理设备的工作流程 冷却水在反应室内，经过电化学作用发生下列反应：（1）在阴极（反应室内壁）附近形成一个强碱性环境，使CaCO3从水中析出，与沉积的重金属离子一起附着在内壁上。（2）电流导致悬浮颗粒失稳，形成较大絮体沉淀下来。（3）在阳极附近，氯离子被电解氧化生成游离氯或者次氯酸。（4）在阳极附近同时生成氢氧根自由基、氧自由基、臭氧和双氧水，这些物质进一步强化在反应室内和整个水系统的杀菌灭藻效果。（5）当设备工作时间达到设定值或者水中电导率过高时，控制系统就启动自动刮垢、排污和清洗程序。进水阀门自动关闭，同时排污阀门开启，电机启动刮刀刮掉反应室内壁的软质水垢，与沉淀物一起排出反应室。然后进水阀门开启，刮刀停止运动，将水垢和沉淀物彻底清洗干净。达到设定时间后，排污阀门自动关闭，设备恢复正常工作。 通过对两家公司电化学水处理设备在焦化行业循环水池的应用我们进行比较，东方维尔的设备安装在曹妃甸首钢京唐公司的焦化循环水池，该设备为矩形反应室，阳极和阴极都是板式结构，需要手动清理污垢，并且需要把反应设备停车进行处理。山西和风佳会的处理
电化学在生活中的应用 电化学是研究电和化学相互关系的科学。它主要通过原电池和电解池来时现，原电池为化学能转化为电能的反应，电解池为电能转化为化学能转化为电能的反应。 电化学与我们的生活息息相关，小的方面看，我们的日常生命活动离不开电化学，航空航天各个领域都离不开电化学。下面将详细进行介绍： 原电池是由电极和电解质溶液构成的一个整体，它主要包含以下两种类型。 （类型一） （类型二） 它们两个在构成上的主要差别为是否有盐桥，在反应速度上类型一更加快速，在相同的时间内能够提供更多的电能。构成原电池需要以下条件：1.存在电子的转移2.构成闭合回路3.存在合适的电解质溶液。在原电池中存在电子的定向移动而形成的电流，点在在外电路中是由负极流向正极的，因此电流是从正极流向负极的，而在内电路中恰恰相反是由正极流向负极的。当我们在外电路上接入用电器时它就能对外供电了，但是每种原电池的电动势都是由其自身所决定的，其电动势为E=EΘ- RTlnJa/ZF。一般情况下原电池的电动势都比较小（例如，普通电池的电动势为1.5V）
不能直接用于生活生产，只有某些小型的耗电设备能利用，并且需要串联使用，因此开发较大电动势的原电池是我们需要努力的方向。 原电池的组成用图示表达，过于麻烦。为书写简便，原电池的装置常用方便而科学的符号来表示。其写法习惯上遵循如下几点规定： 1. 一般把负极写在电池符号表示式的左边，正极写在电池符号表示式的右边。 2. 以化学式表示电池中各物质的组成，溶液要标上活度或浓度（mol/L），若为气体物质应注明其分压(Pa)，还应标明当时的温度。如不写出，则温度为298.15K，气体分压为101.325kPa，溶液浓度为1mol/L。 3. 以符号“∣”表示不同物相之间的接界，用“‖”表示盐桥。同一相中的不同物质之间用“，”隔开。 4. 非金属或气体不导电，因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化还原电对作半电池时，需外加惰性导体（如原电池铂或石墨等）做电极导体。其中，惰性导体不参与电极反应，只起导电（输送或接送电子）的作用，故称为“惰性”电极。 按上述规定，Cu－Zn原电池可用如下电池符号表示： （-）Zn(s)∣Zn2+ (C)‖Cu2+ (C)∣ Cu(s) （+）① 从反应的机理来看构成原电池需要有电子的转移，由此来看需要为氧化还原反应，但是实际上并不是所有的原电池都是由氧化还原反应构成的，还存在一种浓差电池。 浓差电池是由于电池中存在浓度差而产生的，并且浓差电池也可分为两种:1.电解质浓度不同而形成的浓差电池2.电极不同而形成的浓差电池。标准的浓差电池的电动势为E=0. 另外浓差电池也可分为单液浓差电池和双液浓差电池两大类，其区别方法为：组成电池的两个电极液种类或活度相同，而两个电极的活度或逸度不同（如汞齐电极、气体电极）而组成的电池，称为单液浓差电池；电极相同，电极反应相同，只是电极液的浓度（或活度）不同，称为双液浓差电池。 另外腐蚀可分为两种：析氢腐蚀和吸氧腐蚀。其中析氢腐蚀时会释放出氢气，而吸氧腐蚀会吸收如部分氧气。从危害来讲析氢腐蚀的危害更加严重，它是原电池的一种反应，反应速度较快，对设备的危害最大，尤其是在酸雨频发的地区，另外对于炼油厂以及化工厂的危害也尤其巨大。 根据原电池的原理人们设计了很多很实用的设备，例如手机电池在放电时就是一个原电池，并且它可以进行充电，只不过在其充电时是一个电解池。另外原电池的