Grundlagen der Lasergalvanik für elektrische Heizrohre
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Grundlagen der Lasergalvanik für elektrische Heizrohre
Das Grundprinzip der Lasergalvanisierung besteht darin, dass der vom Laser ausgegebene Laserstrahl durch eine Linse fokussiert und auf die Oberfläche der Kathode projiziert wird, wodurch eine sehr hohe optische Leistungsdichte in einem kleinen Bereich in der Nähe der Kathode entsteht. Nachdem das beleuchtete Kathodenmaterial Laserenergie absorbiert hat, steigt die Temperatur in dem lokalen kleinen Bereich in der Nähe der Elektrolyt-Kathoden-Grenzfläche plötzlich an, was einen steilen Temperaturgradienten erzeugt und eine starke Konvektion im Elektrolyten verursacht, wodurch die Lösung gerührt wird. Temperaturanstieg und Rühren bewirken eine Erhöhung der Ionenmobilität in lokalen Bereichen, eine verstärkte kathodische Reduktionsreaktion und eine positive Drift des Gleichgewichtspotentials, was schließlich zu einer Erhöhung der Galvanisierungsrate führt. Daher kann der Mechanismus der Lasergalvanisierung wie folgt zusammengefasst werden:; Nachdem die Kathode Laserenergie absorbiert hat, verursacht sie einen plötzlichen Anstieg der photoinduzierten Temperatur, was die elektrochemische Reaktion in dem lokalen Bereich stark verstärkt, was zu einer starken Beschleunigung des Abscheidungsprozesses in dem beleuchteten Bereich der Kathodenoberfläche führt. Die theoretische Erklärung für den verstärkten Effekt der laserinduzierten Galvanisierung wird als thermisches Modell der Lasergalvanisierung bezeichnet. Es gibt auch ein Lichtmodell, das verwendet wird, um den Verbesserungseffekt der Galvanik zu erklären. Dieses Modell geht davon aus, dass die Verstärkung der Galvanisierungsreaktion aus dem Photodegradationseffekt herrührt, d. h. der Laser fördert die Selbstzersetzung von Elektrolytionen, was zu einer Erhöhung der elektrochemischen Reaktionsgeschwindigkeit führt, was zu einer Erhöhung der Galvanisierungsgeschwindigkeit führt.
Der Laserstrahl kann eine extrem hohe Leistungsdichte (Energiedichte) erreichen, nachdem er durch ein optisches System fokussiert wurde. Beispielsweise wird der Ausgangsstrahl eines Wasserstofflasers mit einer Leistung von 1 Watt durch eine Linse in Lichtpunkte mit einem Durchmesser von mehreren zehn Mikrometern fokussiert, und seine Leistungsdichte kann 104-105 Watt/Zentimeter erreichen. Nachdem das beleuchtete Kathodenmaterial Laserenergie absorbiert hat, verursacht es einen plötzlichen Temperaturanstieg in dem lokalen kleinen Bereich in der Nähe der Elektrolyt-Kathoden-Grenzfläche, was zu einem steilen Temperaturgradienten führt und eine starke Konvektion im Elektrolyten verursacht, wodurch die Lösung gerührt wird. Temperaturanstieg und Rühren verursachen eine Erhöhung der Ionenmigrationsrate in lokalen Bereichen, eine Verstärkung der kathodischen Reduktionsreaktion und eine positive Verschiebung des Gleichgewichtspotentials, was letztendlich zu einer Erhöhung der Abscheidungsrate und des Galvanisierungsstroms in dem lokalen Bereich der Kathode unter Beleuchtung führt . Wir definieren das Verstärkungsverhältnis E als das Verhältnis der Galvanik-Stromdichte unter Laserbestrahlung zur Hintergrund-Galvanik-Stromdichte ohne Laserbestrahlung,
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