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    什么是電解拋光,電解拋光的原理介紹

    時間:2018-09-05瀏覽數:54

     

       電解拋光(electrochemistry)是研究電能和化學能相互轉化的科學,最先出現的電解拋光系統是化學電源。第一個化學電源是1799年物理學家伏打(Volta)提出來的,他把鋅片和銅片疊起來,中間用浸有H2SO4溶液的毛呢隔開,構成電堆(galvanic pie),可以測量出兩極的電位差。次年(1800年)尼克松(Nichoson)和卡利蘇(Carlisle)利用伏打電堆電解水溶液時,發現兩個電極上氣體析出,這就是電解水的第一次嘗試。

      伏打電堆的出現引起科學界對電流通過導體時發生現象的關注,從物理學方面研究提出了歐姆(Ohm)定律,(1826年),從化學方面研究(電流與化學反應的關系)得到了法拉第(Faraday)定律(1833年)。隨后,1887年阿侖尼烏斯(Arhenius)提出電離學說,1889年能斯特(Nernst)提出電極電位學說,19世紀70年代交姆霍茲(Helmholtz)首次提出雙電層的概念,1905年出現的塔非爾(Tafel)公式描述了電流密度與氫過電位的關系,在此期間電解拋光理論得到迅速發展。當然這些都屬于化學熱力學范疇的成就。

      然而,化學熱力學解釋不了電極反應速度的問題。弗魯姆金(pymknh)等人的研究工作使大家認識到只有從化學動力學的角度來研究電流通過電極時所引起的變化,才能得出正確的結論,于是逐步發展形成了以研究有關電極反應速度及各種因素對它的影響為主要對象的電極過程動力學(kinetics of electrode proes ses)。因此電極過程動力學逐漸成為電解拋光的主體,對電極過程動力學的研究完善了經典電解拋光理論。

      自1960年以來,進入了用量子理論解釋電解拋光的新時期,在電極反應中電子躍遷的距離只有幾十微米。顯然,只有用量子理論來處理電子轉移過程才能進一步接觸到反應的實質。隨著對半導體電極過程的研究,逐步形成了半導體電解拋光(semiconductor electrochemistry)。使用半導體電極組成的光電解拋光電池(photo electrochemical cell),是一種將太陽能轉變為電能的新方法,在當前大力探討解決能源問題的研究中引起人們極大的興趣。生物體系中也存在著電解拋光的雙電層和相應的電位差。例如通過神經傳送電流、食物的分解產物在生物體內所形成的電池中被消耗等。因此用電解拋光理論研究生物學中的某些問題,逐步發展成為一門新的學科——生物電解拋光(bioelectrochem-istry)。上述半導體和生物體系中電解拋光現象的研究,開辟了理論電解拋光的新領域,也豐富了應用電解拋光的范圍。

      作為應用電解拋光的分支,傳統的化學電源、金屬沉積、表面防護和改性、電解精煉與合成方面的技術不斷推陳出新,作為電解拋光在成型加工方面的應用,電解加工由于工作在大電流、高流速的加工條件下,拓寬了電解拋光的內涵,同時由于電解拋光蝕除在原理上可達到分子、離子級水平,作為微細加工手段之一的電解拋光加工有著廣闊的應用前景,因此電解加工無論是在理論上還是在技術上都有許多課題需要研究。

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