(4)电解加工中的电流效率与加工速度
电解加工中的加工速度可以利用电解中的法拉第定律,从理论上计算得出。但是,必须满足如下条件:
(1) | 电解蚀刻产生的离子的化合价是固定的。 |
(2) | 金属溶出是阳极上发生的唯一的电解反应。 |
(3) | 金属只能通过电解溶出而被去除,不会因崩落而去除。不会以金属块的形式崩落。 |
通常情况下,金属去除率往往与根据法拉第定律计算出的理论值不符,其原因在于,上述条件中的一个或多个条件往往得不到满足。
电解加工中的电流效率可以通过如下公式计算得出。
电流效率(%)=(实际的金属除去量×100)/理论上的金属除去量 |
这是表示流经电解液的电流中,有多大比例被有效地用于目标反应。
在实践中,实际去除的金属量有可能会大于理论值,电流效率可能会超过100%。据推测,其原因在于:
(1) | 实际溶出的金属离子价数小于理论值计算中使用的原子价。 |
(2) | 发生金属的阳极崩溃。即,金属不是呈原子状溶解,而是呈多个原子的块状脱落。 |
等。
反之,当去除的金属量低于理论值,电流效率小于100%时,
(1) | 以高于计算值的原子价溶出。 |
(2) | 存在金属溶出以外的副反应,导致消耗了部分电流。 |
等。
作为副反应,引发问题最大的是在阳极产生气体。即,阳极过电压随电流密度增加而增大,当过电压增大至使得阳极电势达到足以产生氧气的程度时,部分电流被消耗在用于产生氧气上。
如果为了提高加工速度而过分提高阳极电流密度,则在金属溶出的同时还会产生氧气,反而会导致金属蚀刻效率降低、加工速度减缓。