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辅助阴极对电铸微模芯厚度均匀性的影响

吕辉 , 徐腾飞 , 刘佳 , 黎醒 , 蒋炳炎

电镀与涂饰

用Ansys有限元软件对微透镜阵列模芯电铸过程中的电场线分布进行模拟分析,研究了辅助阴极的尺寸对电流密度分布的影响,预测了电铸模芯厚度均匀性的变化趋势.分析发现,辅助阴极能提高电铸模芯厚度的均匀性,当框形辅助阴极与母板阴极的边长之比为1.5时,模芯表面的电流密度相对偏差由无辅助阴极时的82.8%降低至10.1%.通过电铸实验对模拟结果进行验证.结果表明,所得铸层厚度偏差可降低到18.89%,与模拟分析结果较为一致.电铸成型所得1 mm厚的微透镜阵列模芯厚度均匀,微观形貌与母板一致,可应用于微注塑成型工艺.

关键词: 微透镜阵列 , 微模芯 , 电铸 , 辅助阴极 , 数值仿真 , 厚度均匀性 , 电流密度分布

结合EIS和WBE技术研究环氧涂层劣化

刘杰 , 王伟 , 王佳

材料科学与工艺

为研究环氧涂层在浸泡条件下的失效机理,结合丝束电极(WBE)和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了环氧涂层浸泡在天然海水中的劣化过程,同时分析了与涂层局部缺陷区相对应的电流密度分布和阻抗谱特征的差异.结果表明:丝束电极表面电流密度分布与EIS响应特征能够良好对应,两者结合使用可以实现对表面任意局部阳极和阴极区腐蚀过程的研究;涂层丝束电极的总阻抗响应主要与涂层局部缺陷最为严重处的电极过程特征相对应,而不能反映出其他区域的涂层劣化和涂层下基体的电化学过程信息;涂层下丝束电极出现了极性转换现象,但发生转换的原因各不相同.

关键词: 电化学阻抗谱 , 丝束电极 , 环氧涂层 , 电流密度分布 , 极性转换

Bi-2223带材在自场和外场条件下电流密度分布的数值分析

王磊 , 王秋良 , 王晖

稀有金属 doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.05.003

Bi-2223超导带材是一种具有较高载流能力的高温超导材料,被广泛用来制造高场强的内插磁体以及核磁共振(NMR),磁头振成象(MRI)等核磁共振设备.在超导磁体的设计以及交流损耗的计算中,不可避免地会涉及到Bi-2223带材中电流密度的分布.基于Brandt数值分析的方法,考虑了自场和外场对于临界电流密度的影响,利用Matlab对Bi-2223带材截面的电流密度分布进行了计算.为了便于仿真计算,用实验测得的临界电流与磁场关系的数据代替了Kim模型和Bean模型.在计算中主要施加了3种外加条件:(1)只施加横向磁场;(2)只通入传导电流;(3)将通入传导电流的带材放置于背景场中.结果显示,当Im< 20 A或者Bm <100 mT时,Bi-2223带材中电流密度随着传导电流和外场的幅值增加而增长;当Im> 20 A或者Bm> 100 mT时,Bi-2223带材中电流密度的最大值随着传导电流和外场的幅值增加而减小;屏蔽电流会随着外磁场的频率增加而减小,传导电流的频率对于电流分布的影响可以忽略不计;当通入传导电流的Bi-2223带材放置于背景场中时,电流密度的分布相对于中心不再对称,并且饱和电流值会随着外磁场的幅值增加而减小.

关键词: Bi-2223带材 , 横向磁场 , 传导电流 , 电流密度分布

高亮度发光二极管外量子效率的计算

邓云龙 , 廖常俊 , 刘颂豪 , 范广涵 , 文尚胜

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2002.01.015

本文对典型结构高亮度发光二极管(HB-LED)的注入电流扩展以及器件的光输出进行了详细的理论分析,结果表明具有较厚顶层的器件容易实现注入电流的扩展,而具有较厚的底层即具有透明衬底的器件容易实现光耦合输出,因此引入较厚顶层和底层是提高LED的外量子效率的有效手段.最后分别计算出不同顶层厚度下具有吸收衬底和透明衬底的LED的外量子效率,这两类LED最大外量子效率分别为12.05%和20.12%.

关键词: HB-LED , 内量子效率 , 外量子效率 , 电流密度分布

基于多场耦合的旋转圆盘电极法研究酸性镀铜

冀林仙 , 聂合贤 , 苏世栋 , 陈苑明 , 何为

电镀与涂饰 doi:10.19289/j.1004-227x.2017.09.001

采用多物理场耦合方法建立了旋转圆盘电极(RDE)电镀酸铜的模型,分析了电解池内不同RDE转速下的流场分布与扩散层分布特征,探讨了镀铜过程中RDE的转速及尺寸对电极表面电流密度与镀层厚度分布的影响,为电镀件表面电流密度分布和镀层厚度均匀性的研究提供理论指导.

关键词: 酸性镀铜 , 旋转圆盘电极 , 多物理场耦合 , 电流密度分布 , 厚度均匀性 , 数值模拟

矿热炉内镍铁还原过程电流密度分布与温度场的有限元分析

王子坤 , 李拓文 , 李宝宽

材料与冶金学报

矿热电炉埋弧还原焙烧渣过程是利用“回转窑焙烧-电炉熔炼法”(RKEF法)冶炼镍铁合金工艺中的关键环节.本文建立了矿热炉熔炼镍铁过程中三维多物理场的数学模型,模型中采用Maxwell方程、Joule定律结合能量方程,对矿热炉内料层、渣层和产品层的一体化系统进行电磁行为和传热过程有限元分析.由于料层中电极下方坩埚区对熔炼过程有重要影响,在炉体建模时,建立比圆柱形更复杂的碗型坩埚区模型,采用结构化网格,使计算结果更接近生产实际.本研究着重分析了炉内电流密度分布规律,并且考查了电极直径、极心圆直径和炉膛高度对温度场分布的影响.结果表明:流经电弧时电流密度较高,成发散状,进入渣层后电流密度减小并重新分布;渣层和料层的交界区域为主要的产热区域;高温区集中在电极底端与坩埚区,料层内温度梯度大;渣内温度呈分层分布,纵向温度梯度大于径向温度梯度;镍铁层温度分布较为均匀;减小电极直径可以使炉内温度升高,但制约电极直径无限减小的因素是电极承载电流能力;减小炉体高度可以使炉内温度升高,但炉体高度也要受产量因素制约.

关键词: 矿热炉 , 电流密度分布 , 温度分布

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