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电化学阻抗谱 中文

电化学阻抗谱 (EIS) 是电分析中的一种常用技术。用于研究电化学系统中的谐波响应。在工作电极上施加一个小型正弦变化,分析频域中产生的电流。

阻抗的实部和虚部提供了电池中动力学和质量传递属性,以及通过双电层电容的面属性的信息。

此 App 可用于理解 EIS 图、奈奎斯特图和波特图。其中可以改变本体浓度、扩散系数、交换电流密度、双电层电容以及最大和最小频率。

沟槽中镀铜 中文

此模型演示如何在电路板铜电沉积应用中使用动网格,在这种应用环境中,明显存在型腔或“沟槽”。 此模型利用适用于电镀分析的“三次电流分布,Nernst-Planck”接口,追踪网格的变形。此外,通过使用描述铜沉积的 Butler-Volmer 方程,在边界处轻松引入电化学反应动力学。 此模型本质上是瞬态模型,结果明确地表明,由于铜沉积不均匀,沟槽的开口变窄,此外,仿真还表明,铜离子浓度沿沟槽深度方向存在显著变化,这些效应可能会对沉积质量产生不利影响,存在腐蚀的可能性,并导致材料浪费。

循环伏安法 中文

循环伏安法是研究电化学系统的一种常见的分析技术。其中,对工作电极和参考电极之间的势差在启动电势与最高电势之间进行来回线性扫描。电流-电压波形图称为伏安图,给出了电解质的反应和质量传递属性的相关信息。

此 App 的目的是演示并模拟循环伏安法的使用。可以改变两种物质的本体浓度、传递属性、动力学参数以及循环伏安法的设置。

装饰镀层 中文

电镀教学案例。模型对阳极和阴极均采用二次电流分布和全 Butler-Volmer 动力学,计算了阴极沉积层的厚度,以及由阳极表面因溶解引起的图案。

微盘电极的伏安曲线

电分析中常用微电极,因为它可以在极小的电极材料范围内提供较高的电流密度。微电极的扩散时间尺度很短,意味着可以精确地得到稳态测试结果,因此可以使用“稳态”研究。

本例模拟 10um 半径的微电极的伏安特性。

电化学打孔

对于多种高精度应用,尤其是液压系统和喷油器,都会使用到微孔。在大多数情况下,注入孔的形状,特别是边缘倒圆,对流体的雾化具有重大影响,因而对燃烧过程也有重大影响。通常通过电火花加工 (EDM) 方法来加工这些微孔,然而由于 EDM 的工艺的特性,通常会出现尖锐边缘,无法形成特定的边缘形状。因此,需要对边缘倒圆通过电化学加工(ECM)工艺进行具体调整,这一过程可以借助于 COMSOL Multiphysics,来开发和优化。

使用水平集方法模拟槽中的铜沉积 中文

本模型示例基于“电镀”案例库中提供的“沟槽中镀铜”模型。 沿沟槽表面的不均匀沉积导致形成空腔/空隙,由于“变形几何”接口无法处理拓扑变化,因此无法扩展原始模型来模拟空腔形成后的沉积。 此模型在空腔形成后利用“水平集”接口代替“变形几何”接口来模拟沉积。沉积边界处的电极动力学被定义为利用“水平集”接口中的 delta 函数的域项。空腔形成之前根据水平集公式获得的模型结果与原始模型的结果非常一致。

汽车门电泳涂漆

本例通过瞬态仿真对车门上的电泳涂漆进行建模,沉积漆具有高电阻性,导致涂漆区域的局部沉积速率降低。 结合使用一次电流分布与膜阻模型来描述电解质中的电荷传输。 模型为三维模式,使用导入的 CAD 几何。

电感线圈的电镀

在三维模式下对电感器线圈的沉积进行建模。几何结构包含沉积图案向绝缘光刻胶掩膜的拉伸,以及光刻胶上方的扩散层。 铜离子在电解质中的质量传递对沉积动力学有重大影响,导致沉积图案外侧部分的沉积速率更快。使用动网格在瞬态研究中求解该模型。

铝阳极氧化

对铝进行阳极氧化处理时,其表面会发生电化学反应,形成一层耐磨且抗腐蚀的 Al2O3 膜,在此过程中,电极动力学仅在氧化层生长时受到轻微影响,因此,对电流分布进行稳态分析足以确定该层厚度的均匀性。 在指定平均电流密度的情况下,使用基于实验极化数据得出的阳极动力学来研究三种不同温度下阳极氧化电流密度的均匀性。在较高温度下,电池电位降低,电流分布和厚度变得不那么均匀,这归因于较高温度下较低的活化损耗(动力学更快)。

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