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离心机的原理与日常保养以及阀门工艺之电镀的基本原理

2021/01/05

 基本原理 

       当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时,由于重力场的作用使得悬浮的颗粒逐渐下沉。粒子越重,下沉越快,反之密度比液体小的粒子就会上浮。微粒在重力场下移动的速度与微粒的大小、形态和密度有关,并且又与重力场的强度及液体的粘度有关。象红血球大小的颗粒,直径为数微米,就可以在通常重力作用下观察到它们的沉降过程。

  此外,物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。扩散是无条件的绝对的。扩散与物质的质量成反比,颗粒越小扩散越严重。而沉降是相对的,有条件的,要受到外力才能运动。沉降与物体重量成正比,颗粒越大沉降越快。对小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等,它们在溶液中成胶体或半胶体状态,仅仅利用重力是不可能观察到沉降过程的。因为颗粒越小沉降越慢,而扩散现象则越严重。所以需要利用离心机产生强大的离心力,才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。

  离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力,加快液体中颗粒的沉降速度,把样品中不同淇沉降系数和浮力密度的物质分离开。  

  离心机的分类  

  一、按分离因素Fr值分  

  可将离心机分为以下几种型式:  

  1、常速离心机  

  Fr≤3500(一般为600~1200),这种离心机的转速较低,直径较大。  

  2、高速离心机  

  Fr=3500~50000,这种离心机的转速较高,一般转鼓直径较小,而长度较长。  

  3、超高速离心机  

  Fr>50000,由于转速很高(50000r/min以上),所以转鼓做成细长管式。  

  分离因素Fr是指物料在离心力场中所受的离心力,与物料在重力场中所受到的重力之比值。  

  二、按操作方式分  

  可将离心机分为以下型式:  

  1、间隙式离心机  

  其加料、分离、洗涤和卸渣等过程都是间隙操作,并采用人工、重力或机械方法卸渣,如三足式和上悬式离心机。  

  2、连续式离心机  

  其进料、分离、洗涤和卸渣等过程,有间隙自动进行和连续自动进行两种。  


       电镀的历史较早,这项表面处理技术的开发最初主要是为满足人们防腐和装饰的需要。近些年来,随着现代工业和科学技术的发展,不断开发出新的工艺技术方法,尤其是一些新的镀层材料和复合镀技术的出现极大地拓展了这项表面处理技术的应用领域,并使其成为现代表面工程技术的重要组成部分。

一、电镀的基本原理

电镀是金属电沉积技术之一,是通过电解方法在固体表面上获得金属沉积层的过程,其目的在于改变固体材料的表面特性,改善外观,提高耐蚀、抗磨损、减摩性能,或制取特定成分和性能的金属覆层,提供特殊的电、磁、光、热等表面特性和其它物理性能等。一般来说,阴极上金属电沉积的过程是由下列步骤组成的:

(1)传质步骤在电解液中的预镀金属的离子或它们的络离子由于浓度差而向阴极(工件)表面或表面附近迁移: 

(2)表面转化步骤金属离子或其络离子在电极表面上或表面附近的液层中发生还原反应的步骤,如络离子配位体的变换或配位数的降低:

(3)电化学步骤金属离子或络离子在阴极上得到电子,还原成金属原子:

(4)新相生成步骤即生成新相,如生成金属或合金。

 

 

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       电镀槽中有两个电极,一般工件作为阴极,电源接通后便在两极间建立起电场,在电场作用下金属离子或络离子向阴极迁移,并在靠近阴极表面处形成所谓的双电层,此时阴极附近离子浓度低于远离阴极区域的离子浓度,从而导致离子的远距离迁移。金属离子或络离子释放掉络合物,通过双电层而到达阴极表面放电发生还原反应生成金属原子。离子在阴极表面上各点的放电难易程度是不同的,在晶体的结点、棱边处,电流密度和静电引力比晶体的其它部位大得多,同时位于晶体结点和棱边处的原子最不饱和,有较高的吸附能力,因而,到达阴极表面的离子会沿表面扩散到结点、棱边等位置,并在这此位置放电生成原子进入金属的晶格,这此离子优先放电位置即是镀层金属晶体的生长点。当这此生长点沿晶面扩展时,就生成了由微观台阶连接的单原子生长层。由于阴极金属的晶格表面存在一个由晶格力延伸而成的应力场,开始沉积在阴极表面的原子只能占据与基体金属(阴极)晶体结构相连续的位置,不论基体金属与镀层金属的晶格几何形态和尺寸的差异如何。如果镀层金属的晶体结构和基体相差甚远,则生长的晶体在开始时会和基体的晶体结构一样,而后逐渐向自身稳定的晶体结构转变。电沉积层的晶体结构取