電気コーティング
高抵抗コーティングのめっきを解析します. これにより, コーティングされた領域全体の電流分布が動的に変化します.
電気めっきモジュール
電着プロセスをモデル化し制御する
COMSOL Multiphysics® のアドオンである電気めっきモジュールを使用すると, エンジニアや科学者はシミュレーションを使用して電着プロセスを理解し, 最適化し, 制御できます. これは, セルの形状, 電解質組成, 電極反応速度, 動作電圧と電流, 温度の影響など, さまざまなパラメーターの影響を解析するための費用対効果の高いアプローチです.
電気めっきモジュールでは, 典型的なシミュレーションにより, 電極表面の電流分布と, 蒸着層の厚さと組成が得られます. 電気導体や熱導体の製造, 薄く複雑な形状の部品の電鋳など, さまざまなアプリケーションをモデル化できます. また, 電気めっきモジュールを COMSOL 製品の他のモジュールと組み合わせて, マルチフィジックス機能をさらに拡張し, 乱流や二相流などをシミュレートすることもできます.
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電気めっきモジュールでモデル化できること
電気めっきモジュールは, さまざまな用途に適しています.
電気めっき
複数の部品のめっきの均一性を解析.
電気採取11
電解液から銅を抽出し, カソード表面での析出速度を調べます.
電気化学加工
電気化学加工プロセスと, 形状の変化が材料除去の進行にどのような影響を与えるかを解析します.
パルスリバースめっき
逆パルス溶解により金属めっき中の小さな突起を軽減します.
プリント回路基板 (PCBs)2
PCB 製造のための電気めっきをシミュレート.
アルミ陽極酸化
陽極酸化プロセスをシミュレートし, 電極被覆率を最適化することで, 金属やプラスチックに均一な保護または装飾コーティングを施します.
吸脱着種
狭いビアやトレンチにおける吸脱着反応速度をモデル化します.
- CFD モジュールが必要
- ECAD インポートモジュールが必要
電気めっきモジュールの機能
電着セルのさまざまな現象をモデル化するための機能を発見します.
１次, 2次, 3次電流分布
COMSOL Multiphysics® と電気めっきモジュールは, 電着プロセスをモデル化するための既製の使いやすいインターフェースをユーザーに提供します. 基本機能は, 1次電流分布, 2次電流分布, および 3次電流分布 インターフェースによってカバーされています. これらにより, 分極曲線を使用して電流分布と表面反応速度をモデル化し, モデルに質量輸送効果とバルク平衡反応を含めることが可能になります.
これらのインターフェースの 1 つを選択することで, オーム効果のみを含めたり, 質量を含めたりして, 複数の化学種輸送および平衡反応などの, より複雑なモデルを含む系を記述する忠実度のレベルを選択できます. COMSOL Multiphysics® を使用すると, 特定の系に必要なだけ化学種や反応をシームレスに追加できます.
シェル電極中の電流伝導
電気めっきモジュールには, 境界上の接線方向の電流伝導をモデル化するための 電極 (シェル) インターフェースが含まれています. このインターフェースは, 電極の法線方向の電位変動が無視できる薄い電極のモデル化に適しています. この場合, 薄い電極ドメインは境界上の偏微分方程式の定式化に置き換えられます. この置き換えにより, 問題のサイズを小さくすることができ, 薄層のメッシュ異方性に関する潜在的な問題を回避できます.
電気化学反応速度
電気めっきモジュールを使用すると, 反応速度式をモデル化された変数の任意の関数にすることができる電気化学的な電荷移動反応のモデル化が可能になります. これには, たとえば, 化学種の濃度, 電極と電解質の界面における局所的な電極および電解質の電位, 温度などが含まれます.
2次電流分布インターフェースと3次電流分布インターフェースでは, 交換電流密度, 陽極および陰極の電荷移動係数, 化学量論, 系内の電極反応の平衡電位などの電極反応速度のパラメーターを入力できます. めっき電極での水素発生などの競合反応を単一の電極表面に追加することもできます. さらに, 化学種輸送 ブランチでは, さまざまな均一反応および不均一反応を定義するために化学インターフェースを使用できます.
拡張マルチフィジックス解析
電気めっきモジュールは, COMSOL 製品の他のアドオン製品と組み合わせることができます. これにより, 電着またはエッチングプロセスを記述するフィジックスを他のモジュールと組み合わせることができます. たとえば, 伝熱モジュールと組み合わせて熱効果を解析したり, CFD モジュールと組み合わせて渦流, 乱流, または二相流の効果を理解したりすることができます.
電着層および組成
めっきされた金属層またはアノードの厚さの変動が小さい場合, 実際に形状を変更することなく, めっき層の厚さと, それが電極のオーム効果にどのように影響するかを追跡できます. 厚さの変数が導入され, 電極の局所的な電気コンダクタンスにも影響します. 電極の厚さの変化は, 化学量論係数, モル質量, 電極反応で堆積または消費された金属の密度を定義することにより, 電極の反応速度式から自動的に計算できます.
移動電極面のための変形ジオメトリ
電気めっきモジュールには, 電気化学セル内の析出または溶解プロセスの結果として発生する変形の時間依存モデリングのための, 事前定義されたマルチフィジックスインターフェースが含まれています. このようなモデリングには, 境界の速度が電気化学反応によって規定される変形ジオメトリの使用が含まれます.
さらに, レベルセットインターフェースとフェーズフィールド ルドインターフェースは, 電着プロセスの結果として電極表面のトポロジが変化する電着のモデリングに使用できます.
材料輸送
電気めっきモジュールを使用すると, 希薄溶液中での拡散, 対流, 移動による化学種の輸送をモデル化できます. 希釈種輸送 (多孔質媒体) インターフェースは, 自由多孔質媒体中の化学種の濃度と輸送を計算するために使用されます. これは, 固相基板のみが不動である場合, またはガス充填媒体も不動であると想定される場合に使用できます.
ネルンストプランク方程式 インターフェースは, 電場にさらされた電解質の濃度を計算するために利用できます. また, 電流を運ぶ化学種 (イオン) の濃度勾配が大きい一般的な電気化学セルのモデル化にも使用できます.さらに, 表面反応 インターフェースを使用して, 表面種のフィック輸送をモデル化できます.
熱伝導
電気化学セルでは, 電解質または固体導体材料での電荷輸送, 電極反応での活性化過電圧, および混合熱により, 不可逆的な電圧損失が発生する可能性があります. さらに, 電極反応におけるエントロピ変化により, 可逆的な熱源と熱シンクが現れる可能性があります.
電気化学加熱マルチフィジックスカップリングは, 電気化学インターフェースにおける不可逆熱 (ジュール加熱および活性化損失) と可逆熱効果の合計に基づいて熱源を定義するために使用できます. モデル内の異なるコンポーネント間のマニュアルカップリングを設定するときに, 電気化学インターフェースによって定義された熱源変数を使用することもできます.
どのビジネスもシミュレーションニーズもそれぞれ違います. COMSOL Multiphysics® ソフトウェアがお客様のご要望を満たすかどうかをきちんと評価するために, 我々にご連絡ください. 我々のセールス担当と話をすれば各個人に向いたお勧めや, しっかり文書化されたモデルなどをお送りすることができ, 最大限の評価結果を引き出すことができます. 最終的にどのライセンスオプションがあなたの要望にとって最適かを選択することができます.
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