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            脉冲电源在电镀行业中的优点

            文章出处:未知 人气:发表时间:2020-07-13 18:33
               
            脉冲电源在脉冲电镀过程中,当电流导通时,脉冲(峰值)电流相当于普通直流电流的几倍甚至几十倍,正是这个瞬时高电流密度使金属离子在极高的过电位下还原,从而使沉积层晶粒变细;当电流关断时,阴极区附近放电离子又恢复到初始浓度,浓差极化消除,这利于下一个脉冲同期继续使用高的脉冲(峰值)电流密度,同时关断期内还伴有对沉积层有利的重结晶、吸脱附等现象。这样的过程同期性地贯穿整个电镀过程的始末,其中所包含的机理构成了脉冲电镀的基本原理。实践证明,脉冲电源在细化结晶,改善镀层物理化学性能,节约等方面比传统直流电镀有着不可比拟的优越性。首先经过慢储能,使初级能源具有足够的能量;然后向中间储能和脉冲成形系统充电(或流入能量)。能量经过储存、压缩、形成脉冲或转化等某些复杂过程之后,后快速放电给负载。
               脉冲电源在电镀行业中的优点脉冲电镀电源是使电镀回路周期性地接通和断开,或者在固定直流上再叠加某一波形脉冲的电镀方法。在电镀生产或者实验测试中,脉冲电镀所使用的脉冲方式可分为单脉冲电源和双脉冲电源两种,使用的脉冲波主要是矩形波和正弦波。单脉冲与双脉冲二者在一个电源上可实现相互转化,也就是说脉冲电源一般即可输出双脉冲双可输出单脉冲。用直流电电镀时,在阴极和溶液界面处形成较厚的扩散层,使阴极表面金属离子浓度降低产生浓差极化,限制了电沉积的速度,使用较大的电流密度不但不能提高镀速,反而使阴极上的氢气析出量增加,电流效率降低,镀层质量变坏出现氢脆、、麻点、烧焦和起泡等。
            相比之下,脉冲电镀由于有关断时间,被消耗的金属离子利用这段时间扩散补充到阴极附近、当下一个导通时间到来时,阴极附近的金属离子浓度得以恢复,故可以使用较高的电流密度。与直流电镀相比,脉冲电镀有以下优点:(1)改变镀层结构,晶粒度小,能获得致密、光亮和均匀的镀层。(2)改善了分散能力和深镀能力。(3)降低镀层孔隙率,提高了抗蚀性。(4)降低了镀层内应力,提高镀层韧性。(5)减小或消除氢脆,改善镀层的物理性能。(6)减少添加剂的用量,降低镀层中杂质含量,提高了镀层的纯度。(7)降低浓差极化,提高阴极电流密度,可以提高沉积速度。此外,采用脉冲电镀可用比较薄的镀层代替较厚的直流电镀层,节约了原材料。尤其是在节约方有很大的潜力。即脉冲电镀是利用提高镀层质量的方法来达到节约的目的,具有较大的经济效益。生产中应用脉冲电镀的主要是。如镀金、镀银,其次是镀镍,也有镀锌和将直流与脉冲电流叠加用于铝的阳极氧化。
               脉冲电源电路,由多谐振荡器产生相应的脉冲宽度和间隔,经过三极管Vl倒相放大,当控制机发出开脉冲电源信号时,继电器K2吸台,使脉冲波形信号通过射极输出器V2传送至功放电路,经放大后供机床放电加工。sl是调试开关,在控制器无开脉冲信号时’可按下sl强制输出脉冲电源。当运丝电机换向时,继电器蜀吸合,使三极管v3导通而关掉脉冲电源信号。(1—出电流过大。机床一般是因为功放管v5被击穿。正常机床脉冲电源的短路电流为每~功放管0.6~0.8A,如果被击穿则大于3Ao造成v5击穿的原因多数是V6失效。(2)打开控制器上的脉冲电源开关,并且按下切割键以后,脉冲电源无输出,这多为V.的集电极与V2的基极未接通引起。
                脉冲电源用于电镀金、银、镍、锡、合金时,可明显改善镀层的功能性;用于防护-装饰性电镀(如装饰金)时,可使镀层色泽均匀一致,亮度好,耐蚀性强;脉冲电源用于贵金属提纯时,贵金属的纯度更高。脉冲电源优于传统的电镀电源,是电镀电源的发展方向。双脉冲电源比单脉冲电源电镀更细致,光洁度更好。双脉冲电源的反向脉冲的阳极化溶解使阴极表面金属离子浓度迅速回升,这有利于随后的阴极周期使用高的脉冲电流密度,因而镀层致密、光亮、孔隙率低;双脉冲电源的反向脉冲的阳极剥离使镀层中有机杂质(含光亮剂)的夹附大大减少,因而镀层纯度高,抗变色能力强。双脉冲电源适用于金、银、稀有金属、镍、锌、锡、铬及合金等的电镀;铜、镍等的电铸;电解电容的敷能;铝、钛等制品的阳极氧化;精密零件的电解抛光。
              编者按:脉冲电源是目前电除尘器电源改造市场的重要产品,其主要特性为突破直流闪络电压限制、提高除尘效率、降低电能消耗和有效克服反电晕。本文通过理论分析和实验测试,对脉冲电源的四个特性进行了深入研究,验证了脉冲电源的优良性能,也得到了一定的结论,有助于深入认识和理解脉冲电源,为除尘器电源改造提供参考。作者汤丰姚凌飞浙江菲达环保科技股份有限公司(浙江诸暨311800)本文引用地址:汤丰(1976-),硕士,高级工程师,研究方向:自动化控制。摘要:脉冲电源是目前电除尘器电源改造市场的重要产品,其主要特性为突破直流闪络电压限制、提高除尘效率、降低电能消耗和有效克服反电晕。本文通过理论分析和实验测试,对脉冲电源的四个特性进行了深入研究。
            验证了脉冲电源的优良性能,也得到了一定的结论,有助于深入认识和理解脉冲电源,为除尘器电源改造提供参考。引言电除尘器用脉冲电源早于上世纪80年代面世,但因为当时的环保要求不高,未得到广泛的推广。近几年,由于我国国内环保标准的日益严苛,脉冲电源在中国燃煤电厂实现了大面积推广和应用,并且取得了良好的效果,极大地提高了除尘器的除尘效率,降低了排放,节约了电能,增加了国内市场对脉冲电源的信心,在近期成为除尘器电源改造的焦点。脉冲电源是在基础直流电压(Vdc)供电的基础上叠加高压脉冲电压(Vps)形成的双电源模式,在瞬间的高电压状态下,提高粉尘的荷电速度和驱进速度。基准电压用于形成荷电粉尘趋近收尘极板的电场。
            间歇性高压脉冲使粉尘快速荷电。1脉冲电源特性研究与传统除尘器供电电源相比,脉冲电源主要有如下几点优势:1)突破直流闪络电压限制;2)提高除尘效率,尤其适合于微细粉尘;3)工况适应能力强,有效克服反电晕;4)大幅节约电能。本文对脉冲电源以上特点做了深入研究,结合实际的现场测试数据,验证了脉冲电源的优越性能。1.1突破直流闪络电压限制如图1所示,左侧为脉冲电源的二次输出波形图。Uesp是二次电压波形,Iesp为二次脉冲电流波形。脉冲电压持续时间短,仅为几十微秒,理想情况下,在除尘器中形成的电荷云为薄薄的一层,对电场的绝缘性没有太大影响。但实际情况中,由于气流、同性电荷互斥性、空气湿度等因素的影响,脉冲电压对绝缘性有一定的影响。
            因此,我们分析认为,脉冲电源“直流闪络电压限制”的特性真实,但是作用有限。为此,我们在模拟电场进行了测试。首先在电场中安放铜丝,缩小两极间距以设置闪络电压在理想测试范围。然后开基础电压并逐步升高,确认基础闪络电压。之后按照不同的基础电压和脉冲电压的叠加组合,测试闪络电压。测试多组数据,如表1所示为一组较为典型的测试结果。结论:脉冲电源能够突破直流闪络电压限制,提高电晕功率;突破的电压与基础电压、脉冲电压的总和有关,与脉冲电压的值没有太大相关性;无基础电压,纯脉冲电压时,未发现有“突破直流闪络电压限制”的特性。1.2提高除尘效率,尤其适合于微细粉尘脉冲电源激发的电荷浓度为常规电源的几百倍,极大提高了粉尘的荷电量。

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