第4章 电化学加工
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第四章电化学加工1.从原理和机理上来分析,电化学加工有无可能发展成为"纳米级加工"或"原子级加工"技术?原则上要采用哪些措施才能实现?答:由于电化学加工从机理上看,是通过电极表面逐层地原子或分子的电子交换,使之在电解液中"阳极溶解"而被去除来实现加工的,可以控制微量、极薄层"切削"去除。
因此,电化学加工有可能发展成为纳米级加工或原子级的精密、微细加工。
但是真的要实现它,从技术上讲还有相当难度。
主要是由于电化学加工的实质是实现选择性阳极溶解或选择性阴极沉积,只要能把这种溶解或沉积的大小、方向控制到原子级上就可以了。
但是由于它们的影响因素太多,如温度、成分、浓度、材料性能、电流、电压等,故综合控制起来还很不容易。
2.为什么说电化学加工过程中的阳极溶解是氧化过程,而阴极沉积是还原过程?答:从电化学过程来说,凡是反应过程中原子失去电子成为正离子(溶入溶液)的,称为氧化,反之,溶液中的正离子得到电子成为中性原子(沉积在阴极上)的称为还原,即由正离子状态还原成为原来的中性原子状态。
例如在精炼电解铜的时候,在电源正极上纯度不高的铜板上的铜原子在电场的作用下,失去两个电子成为Cu 2+正离子氧化而溶解入CuCl2溶液,而溶液中的Cu 2+正离子在阴极上,得到两个电子还原成为原子而沉积在阴极上。
3.原电池、微电池、干电池、蓄电池中的正极和负极,与电解加工中的阳极和阴极有何区别?两者的电流(或电子流)方向有何区别?答:原电池、微电池、干电池和蓄电池中的正极,一般都是较不活泼的金属或导电体,而其负极,则为较活泼的金属。
例如干电池,正极为不活泼的石墨(碳)棒,负极为活泼金属锌,蓄电池的正极是不活泼的铅。
金属与导电液体形成的微电池中的正极往往是不活泼的碳原子或杂质。
两种活泼程度不同的金属(导电体)在导电溶液中发生电化学反应能产生电位差,电位较正的称为"正极",流出电流(流入电子流),电位较低的流入电流(流出电子流)。
第四章电化学加工1.从原理和机理上来分析,电化学加工有无可能发展成为“纳米级加工”或“原子级加工”技术?原则上要采用哪些措施才能实现?答:由于电化学加工从机理上看,是通过电极表面逐层地原子或分子的电子交换,使之在电解液中“阳极溶解”而被去除来实现加工的,可以控制微量、极薄层“切削”去除。
因此,电化学加工有可能发展成为纳米级加工或原子级的精密、微细加工。
但是真的要实现它,从技术上讲还有相当难度。
主要是由于电化学加工的实质是实现选择性阳极溶解或选择性阴极沉积,只要能把这种溶解或沉积的大小、方向控制到原子级上就可以了。
但是由于它们的影响因素太多,如温度、成分、浓度、材料性能、电流、电压等,故综合控制起来还很不容易。
2.为什么说电化学加工过程中的阳极溶解是氧化过程,而阴极沉积是还原过程?答:从电化学过程来说,凡是反应过程中原子失去电子成为正离子(溶入溶液)的,称为氧化,反之,溶液中的正离子得到电子成为中性原子(沉积在阴极上)的称为还原,即由正离子状态还原成为原来的中性原子状态。
例如在精炼电解铜的时候,在电源正极上纯度不高的铜板上的铜原子在电场的作用下,失去两个电子成为Cu2+正离子氧化而溶解入CuCl2 溶液,而溶液中的Cu2+正离子在阴极上,得到两个电子还原成为原子而沉积在阴极上。
3.原电池、微电池、干电池、蓄电池中的正极和负极,与电解加工中的阳极和阴极有何区别?两者的电流(或电子流)方向有何区别?答:原电池、微电池、干电池和蓄电池中的正极,一般都是较不活泼的金属或导电体,而其负极,则为较活泼的金属。
例如干电池,正极为不活泼的石墨(碳)棒,负极为活泼金属锌,蓄电池的正极是不活泼的铅。
金属与导电液体形成的微电池中的正极往往是不活泼的碳原子或杂质。
两种活泼程度不同的金属(导电体)在导电溶液中发生电化学反应能产生电位差,电位较正的称为“正极”,流出电流(流入电子流),电位较低的流入电流(流出电子流)。
电解加工时人为地外部加以电源,接电源正极称阳极,接电源负极的称阴极,阳极表面流出电流(流入电子流),阴极表面流入电流(流出电子流),两者的方向仍一致,见图4-1。