Импульсное электролитическое формование микрорельефов

• Автор: Гнидина, Инна Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 180 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
I. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Применение микрорельефов
1.2. Геометрические параметры микрорельефа
1.3. Методы получения микрорельефа
1.4. Параметры процесса электролитического формования
1.5. Электролитическое формование изделий, имеющих сложный рельеф поверхности
1.5.1. Электролитическое формование макрорельефа
1.5.2. Особенности микрорельефа при электролитическом формовании
1.6. Физико-химические процессы, происходящие при ЭФ
1.7. Модели ЭФ с учетом физико-химических процессов
Выводы по главе I, цель и задачи исследования
II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭФ МИКРОРЕЛЬЕФОВ В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ
2.1. Многоуровневый подход к разработке математической модели ЭФ микрорельефов
2.2. Разработка математической модели ЭФ микрорельефов на примере никеля
2.2.1. Модель I уровня
2.2.2. Модель II уровня
2.2.3. Модель III уровня
2.3. Программное обеспечение для реализации модели ЭФ изделий с МР
2.4. Моделирование процесса ЭФ микрорельефов
2.4.1. Моделирование влияния параметров среды на характеристики
процесса и осадка

2.4.2. Моделирование влияния параметров электрического режима на характеристики процесса и осадка
2.4.3. Моделирование влияния параметров процесса на распределение осадка по микропрофилю катода
Выводы по главе II
III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭФ МИКРОРЕЛЬЕФОВ В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ
3.1. Анализ результатов моделирования, полученных с использованием одномерной модели, и экспериментальных результатов
3.1.1. Методика исследований
3.1.2. Результаты экспериментальных исследований
3.2. Исследование влияния параметров процесса ЭФ на распределение осадка по микропрофилю катода
3.2.1. Методика исследований
3.2.2. Результаты экспериментальных исследований
Выводы по главе III
IV. МЕТОДИКА ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ЭФ
ПРИ СОЗДАНИИ ИЗДЕЛИЙ С МИКРОРЕЛЬЕФОМ
4.1. Классификация микрорельефов
4.2. Методика выбора параметров процесса ЭФ
4.3. Алгоритм выбора параметров процесса ЭФ изделий с МР
Выводы по главе IV
V. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ЭФ
ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ИЗДЕЛИЙ С МР
5.1. Анализ требований к объекту с микрорельефом
5.2. Выбор материала изготовления и параметров среды
5.3. Выбор диапазона значений плотности тока
5.4. Уточнение параметров среды

5.5. Выбор параметров импульсного тока
5.6. Уточнение параметров электрического режима
5.7. Анализ геометрических характеристик микрорельефа, выбор критических сечений
5.8. Уточнение параметров электрического режима с учетом геометрии
5.9. Определение оптимальных значений микротвердости
5.11. Технологические рекомендации по получению матриц для тиснения голографических изображений методом ЭФ
5.12. Получение, контроль и испытания матриц для тиснения голографических изображений
5.12.1. Методика исследований качества матриц
5.12.2. Результаты исследований качества матриц
5.12.3. Испытания матриц для тиснения голографических изображений. 156 Выводы по главе V
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Необходимо отметить, что в рассмотренных моделях предлагаются решения для плоских электродов и не рассматривается эволюция поверхности катода, определяющая распределение толщины осажденного слоя по микропрофилю катода в процессе электролиза и окончательное распределение осадка. Только в [48,51] авторы рассматривают эволюцию профиля шероховатой поверхности, однако, данная модель имеет ряд недостатков.
Во-первых, для определения поля скоростей, как отмечено выше, отдельно рассматривается распределение электрического поля на основе уравнения Лапласа и отдельно уравнения стационарной диффузии для одного компонента, что приводит к неточностям в вычислении локальной плотности тока и потенциала и, как следствие, к ошибкам в прогнозировании структуры и качества осадка. Во-вторых, для определения подвижной границы предлагается метод шагов, заключающийся в том, что если в момент времени 1=0 профиль поверхности описать как у/х,0), то
где у5 - координата в направлении нормали к поверхности; / - плотность тока.
Для гладких поверхностей (поверхностей, радиус кривизны которых стремится к бесконечности) решение этого уравнения не представляет сложности, однако, как отмечается в [58], в случае возникновения на поверхности особенностей (острых ребер, вершин) направления нормали и значения производных в этих точках становятся неопределенным, а решение не единственным. Авторы в [48,51 ] не указывают, какие методы применялись для разрешения этой проблемы. Поэтому затруднительно оценить точность и корректность получаемых решений, прогнозирующих распределение толщины осадка по микропрофилю катода.
Результаты проведенного анализа существующих моделей электролитического формования можно представить в виде таблицы.
(1.6)