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什么是电解抛光,电解抛光的原理介绍

时间:2018-09-05浏览数:54

 

   电解抛光(electrochemistry)是研究电能和化学能相互转化的科学,最先出现的电解抛光系统是化学电源。第一个化学电源是1799年物理学家伏打(Volta)提出来的,他把锌片和铜片叠起来,中间用浸有H2SO4溶液的毛呢隔开,构成电堆(galvanic pie),可以测量出两极的电位差。次年(1800年)尼克松(Nichoson)和卡利苏(Carlisle)利用伏打电堆电解水溶液时,发现两个电极上气体析出,这就是电解水的第一次尝试。

  伏打电堆的出现引起科学界对电流通过导体时发生现象的关注,从物理学方面研究提出了欧姆(Ohm)定律,(1826年),从化学方面研究(电流与化学反应的关系)得到了法拉第(Faraday)定律(1833年)。随后,1887年阿仑尼乌斯(Arhenius)提出电离学说,1889年能斯特(Nernst)提出电极电位学说,19世纪70年代交姆霍兹(Helmholtz)首次提出双电层的概念,1905年出现的塔非尔(Tafel)公式描述了电流密度与氢过电位的关系,在此期间电解抛光理论得到迅速发展。当然这些都属于化学热力学范畴的成就。

  然而,化学热力学解释不了电极反应速度的问题。弗鲁姆金(pymknh)等人的研究工作使大家认识到只有从化学动力学的角度来研究电流通过电极时所引起的变化,才能得出正确的结论,于是逐步发展形成了以研究有关电极反应速度及各种因素对它的影响为主要对象的电极过程动力学(kinetics of electrode proes ses)。因此电极过程动力学逐渐成为电解抛光的主体,对电极过程动力学的研究完善了经典电解抛光理论。

  自1960年以来,进入了用量子理论解释电解抛光的新时期,在电极反应中电子跃迁的距离只有几十微米。显然,只有用量子理论来处理电子转移过程才能进一步接触到反应的实质。随着对半导体电极过程的研究,逐步形成了半导体电解抛光(semiconductor electrochemistry)。使用半导体电极组成的光电解抛光电池(photo electrochemical cell),是一种将太阳能转变为电能的新方法,在当前大力探讨解决能源问题的研究中引起人们极大的兴趣。生物体系中也存在着电解抛光的双电层和相应的电位差。例如通过神经传送电流、食物的分解产物在生物体内所形成的电池中被消耗等。因此用电解抛光理论研究生物学中的某些问题,逐步发展成为一门新的学科——生物电解抛光(bioelectrochem-istry)。上述半导体和生物体系中电解抛光现象的研究,开辟了理论电解抛光的新领域,也丰富了应用电解抛光的范围。

  作为应用电解抛光的分支,传统的化学电源、金属沉积、表面防护和改性、电解精炼与合成方面的技术不断推陈出新,作为电解抛光在成型加工方面的应用,电解加工由于工作在大电流、高流速的加工条件下,拓宽了电解抛光的内涵,同时由于电解抛光蚀除在原理上可达到分子、离子级水平,作为微细加工手段之一的电解抛光加工有着广阔的应用前景,因此电解加工无论是在理论上还是在技术上都有许多课题需要研究。

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