电镀模块

新 App:电化学阻抗谱

电化学阻抗谱 (EIS) 是一种常用的电解分析技术,主要用于研究电化学系统的谐波响应,通常是在工作电极中施加一个小的正弦电势扰动变化,然后对产生的电流进行频域分析。

阻抗的实部与虚部给出了有关电化学反应池中的动力学、质量传递属性信息,并且可以根据双电层电容来表征表面属性。

电化学阻抗谱分析 App 旨在帮助理解体浓度、扩散系数、交换电流密度、双电层电容,以及最高和最低频率等因素对EIS、Nyquist 及 Bode 图的影响。

电化学阻抗谱演示 App 的图形用户界面,所示为 Nyquist 图。 电化学阻抗谱演示 App 的图形用户界面,所示为 Nyquist 图。

电化学阻抗谱演示 App 的图形用户界面,所示为 Nyquist 图。

新 App:循环伏安法

循环伏安法是一种常见的电化学系统分析技术,通常在工作电极和参考电极之间存在电势差,在时域中对此电势差执行线性扫描:从启动电势开始到顶点电势,然后回到启动电势,所得到的电流-电压波形图(伏安图)能够给出与电解质的反应与传质属性相关的信息。

本 App 旨在演示及模拟循环伏安法的工作过程,用户可以修改两种物质的体浓度、传递属性、动力学参数以及循环伏安设定等参数。

循环伏安法演示 App 的图形用户界面,所示为循环伏安图。 循环伏安法演示 App 的图形用户界面,所示为循环伏安图。

循环伏安法演示 App 的图形用户界面,所示为循环伏安图。

一次、二次及三次电流分布接口中新增 "薄绝缘层"

我们通常会在各类电化学电池的电解质中插入薄绝缘板,例如用于优化腐蚀防护应用中的电流分布,或电镀池中的局部沉积速率。新增薄绝缘层 特征可以用来模拟电解质域中内部边界处的这种薄绝缘板,提供了在模型几何中绘制实际绝缘域之外的另外一种方法,将极大地缩短网格剖分时间,特别是三维模型。

薄绝缘层周围的电流流线图。 薄绝缘层周围的电流流线图。

薄绝缘层周围的电流流线图。

重新设计了变形几何接口

新版本中,所有的 电流分布 接口均可通过新增的多物理场预置节点,处理沉积或溶解速率与几何变形之间的耦合,来直接模拟电极物质的沉积与溶解,这极大地提升了模拟电极沉积及溶解的灵活性,

相关的功能升级包括对 电镀/腐蚀,变形几何 节点的重新设计。当在选择物理场 菜单中选择 电镀/腐蚀,变形几何 接口时,模型中会自动添加单独的电流分布 接口、变形几何 接口,以及两个多物理场耦合节点:不变形边界变形电极表面 节点。

这些功能的更新将不会影响通过 COMSOL Multiphysics 5.2 之前版本中的电镀/腐蚀 接口创建的模型。

当在 选择物理场 窗口选择  电镀,变形几何 或  腐蚀,变形几何 时,将新增两个单独的物理场接口,以及两个定制的多物理场耦合特征。 当在 选择物理场 窗口选择 电镀,变形几何腐蚀,变形几何 时,将新增两个单独的物理场接口,以及两个定制的多物理场耦合特征。

当在 选择物理场 窗口选择 电镀,变形几何腐蚀,变形几何 时,将新增两个单独的物理场接口,以及两个定制的多物理场耦合特征。

BEM 接口中,“边上电流分布” 的管道体积补偿

当使用边单元及边界元法 (BEM) 时,现在支持通过指定半径加入管道体积的影响。可以通过 边上电流分布,BEM 接口中的电解质电荷转移方程使用这一功能。

勾选“边半径”节点中的复选框,对石油平台结构中的圆柱形桁架进行体积补偿。 勾选“边半径”节点中的复选框,对石油平台结构中的圆柱形桁架进行体积补偿。

勾选“边半径”节点中的复选框,对石油平台结构中的圆柱形桁架进行体积补偿。

新教程:扩散双电层

电极电解质界面包含一个很薄的空间电荷层,称作扩散双电层。在本区域,电中性并不成立。当模拟诸如电化学超级电容器及纳米电极等器件时,双电层区域是不可忽略的。

扩散双电层教程演示了如何将 Nernst-Planck 方程耦合至泊松方程,以便基于 Gouy-Chapman-Stern 模型描述扩散双电层。

仿真 App 中加入了两个电极来拓展了这一简单示例,同时考察了 Faradaic (电荷转移)电极反应,并求解了一个附加方程来保证电荷整体守恒。