·628 第57卷 Table 1 Technical criteria of cation exchange membrane Moisture Type Appearance capacity Water Transport content/% resistance number/% rength×105 thickness/mm /g·cm2 /Pa lack 0.11-0.13 芳香族烃类化合物和双烯类化合物,线型髙分子材 料经涂浆工艺制造而得,具有耐酸、耐碱、耐氧 化,膜面光滑,电化学性能优良等特点,其主要技 术指标见表1.在超纯水水解离实验中,以蒸馏水 代替超纯水为电解液,工具阴极为不锈钢丝,工件 阳极采用难溶解的铂金片,从而保证在水解离实验 过程中阴阳极之间间隙不变,其中工件阳极(实验 装置如图2中1所示)固定于压电陶瓷微进给装置 端,并在其驱动下完成加工过程中的连续进给 E×10/V.m Fig 3 Voltage-current density characteristic rve of ECM in ultra pure water 0.18mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢片,加工电压28 6 V,一次蒸馏水为电解液,初始间隙10gm 在加工过程的初始阶段,随着电压调至28V 电流逐渐变大,最终电流稳定在5mA左右,并有 不连续气泡的逸出.经过一段时间后,电流大小发 生微小的波动,但并不影响加工的继续进行.在整 8 个实验过程中,电流密度达到2.3A·cm-2,加工 区伴随着气泡的冒出,并有絮状物产生,说明试件 Fig 2 Experimental set-up on ECM in ultra-pure water 正在被蚀除,最后加工出%.68mm的通孔,如图 anode: 2-electrolyte inlet; 3-cation exchange membranes: 4 ETN 4--clearance adjustment: 5-assistant electrode: 6-electrol outlet: 7-cathode: 8--piezoelectric ceramic micro-feeding 在室温、静液条件下进行阳离子交换膜水解离 实验,得出电场强度与电流密度关系(图3),通 过图3可以看出,阳离子交换膜在不同电场强度下 电流密度与理论分析的变化趋势相符,并且从图 中可以得到极限电流密度对应的电场强度E≈2 106V·m-,这为超纯水电解加工工艺实验参数 Fig 4 Micrograph of hole with ECM 的选择提供了依据 in ultra-pure water 2.2超纯水电解加工工艺实验 在水解离实验的基础上,选择低流速的电解3结论 液、满足阳离子交换膜在过极限电流密度工作区域 (1)超纯水在常温条件下离子浓度极低,不能 的电压等工艺实验参数,从而充分发挥离子交换膜用于电解加工去除材料,通过离子交换促进水解离 的催化作用,确保电解加工的顺利进行.加工实验来提高超纯水中离子浓度后,在实验中加工电流密 仍然采用图2所示的实验装置,工具阴极为40.50度达到23∧·cm-2,已达到实用微细电解加工电 mm的1Crl8Ni9Ti不锈钢丝,试件材料选择厚度流密度的范围,表明超纯水电解加工是可行的.· 628 · 化 工 学 报 第 57卷 芳香族烃类化合物和双烯类化合物 ，线型高分子材 料经涂浆工艺 制造而得 ，具有 耐酸 、耐碱、耐 氧 化 ，膜面光滑 ，电化学性能优 良等特点 ，其主要技 术指标见表 1．在超纯水水解离实验 中，以蒸馏水 代替超纯水为电解液，工具阴极为不锈钢丝 ，工件 阳极 采用 难溶解 的铂 金 片 ，从 而保证 在 水解离 实验 过程 中阴阳极之 间 间隙不 变 ，其 中工件 阳极 (实 验 装置如图 2中 1所示)固定于压电陶瓷微进给装置 一 端，并在其驱动下完成加工过程中的连续进给． Fig．2 Experimentalset—upon ECM inultra—purewater 1一 anode{ 2 electrolyteinlet； 3一 cati0n exchangem embranes； 4 clearanceadjustment；5一 a stantelectrode；6一electrolyte outlet；7- cathode； 8- piezoelectricceramicmicro-feeding 在室温 、静液条件下进行 阳离子交换膜水解离 实 验 ，得 出 电场 强度 与 电 流密 度 关 系 (图 3)，通 过 图 3可以看 出 ，阳离 子交换 膜在 不 同 电场 强度 下 电流密度 与理 论分 析 的变化 趋 势相 符 ，并 且 从 图 3 中可 以得 到极 限 电流 密 度 对应 的 电场 强度 E≈ 2× 1O V ·1TI_。，这 为超纯水 电解加工 工艺实 验参 数 的选 择提 供 了依据 ． 2．2 超 纯水 电解加 工 工艺实 验 在水解离实验 的基 础上，选择低 流速 的电解 液 、满足阳离子交换膜在过极限电流密度工作区域 的 电压等 工 艺实验 参数 ，从而 充分 发挥 离子 交换膜 的催 化作 用 ，确保 电解 加工 的顺 利进 行 ．加工 实验 仍然 采用 图 2所 示 的 实验 装置 ，工 具 阴极 为 乒O．50 mm 的 1Crl8Ni9Ti不 锈 钢 丝 ，试 件 材 料 选 择 厚 度 Fig．3 Voltage—currentdensitycharacteristic curveofECM in ultra—purewater 0．18mm 的 1Crl8Ni9Ti不 锈 钢 片 ，加 工 电压 28 V，一次 蒸馏 水 为 电解 液 ，初 始间 隙 10 m． 在加 工过 程 的初 始阶段 ，随着 电压 调至 28V， 电流逐渐变大 ，最终电流稳定在 5mA左右 ，并有 不连续气泡的逸出。经过一段时间后 ，电流大小发 生微小的波动 ，但并不影响加工的继续进行．在整 个 实验过 程 中 ，电流 密度达 到 2．3A ·cm ，加 工 区伴 随着气 泡 的 冒出 ，并有 絮状 物产 生 ，说 明试 件 正在 被蚀 除 ，最 后 加工 出 ≠O．68mlTl的通孔 ，如 图 4所示． Fig．4 M icrographofholewith ECM in ultrapurewater 3 结 论 (1)超 纯水 在 常温 条件下 离 子浓 度极低 ，不 能 用于电解加工去除材料 ，通过离子交换促进水解离 来提高超纯水中离子浓度后，在实验中加工电流密 度 达 到 2．3A ·cm ，已达 到实 用微 细 电解 加 工 电 流 密度 的范 围 ，表 明超纯 水 电解加 工 是可行 的． 维普资讯 http://www.cqvip.com