Home CNC Cơ sở lý thyết lý thuyết gia công điện hóa

Cơ sở lý thyết lý thuyết gia công điện hóa

162
0

Đặt gần nhau hai điện cực trong môi trường cách điện, nối hai điện cực YỚi điện áp một chiều, thì giữa chúng có điện trường. Khi điện áp được tăng lên, thì từ bề mặt âm cực có điện tử phóng ra, tiếp tục tăng điện áp thì khoảng cách giữa

hai điện cực sẽ ion hóa, dòng điện chạy qua, tức là khoảng cách đó trở nên dẫn điện. Hiện tượng này gọi là sự đánh thủng điện, vật bị ion hóa gọi là kênh dẫn điện. Dòng điện tiếp tục chạy chừng nào điện áp chưa đạt đến trị số bằng trị số tắt, ở đó quá trình phóng điện không duy trì được nữa. Nếu được cung cấp tiếp năng lượng, thì dòng điện duy trì đến bất kỳ thời gian nàoệ Đây là trường hợp có hồ quang điện. Thời gian của quá trình tia lửa điện rất ngắn : từ 2.10’4 đến 4.10’4 giây.

Hai hiện tượng tia lửa điện và hồ quang điện rất khác nhau về tác dụngế Khi có hồ quang điện nhiệt độ 2000-5000°C, còn khi có tia lửa điện thì nhiệt độ có thể đạt đến 12000°. Kênh dẫn điện ở tia lửa điện nạp hơn nhiều so với ở hồ quang điện. Mật độ dẫn điện trong kênh dẫn điện có thể đạt đến 106 A/cm2. Tác dụng ăn mòn của tia lửa điện tập trung hơn, còn hồ quang thì ăn mòn trên bờ rộng, không đồng đều, khó đều chỉnh, khó định hướng .

Để có thể làm phát sinh tia lửa điện, một điều không thể thiếu được là sau một thời gian ngắn khi đã có dòng điện chạy qua thì phải ngưng cung cấp tiếp năng lượng. Để thực hiện yêu cầu này thì phải dùng máy phát xung. Đơn giản nhất là bộ phát xung RC cung cấp xung răng cưa. Hoạt động của nó như sau: Điện áp cung cấp Uo qua điện trở R nạp điện cho tụ c. Khi điện áp của tụ tích lên đến Uo bằng điện áp mồi tia lửa điện, thì quá trình phóng điện bắt đầu và duy trì cho đến lúc Uo giảm xuống trị số điện áp tắt. Sau đó tiếp diễn lại quá trình nạp điện cho tụ và tiếp diễn lặp lại như trước. Thời gian nạp tụ xác định bằng thời hằng Ti = RC. Thời gian phóng điện rất ngắn vì trị số điện trở nhỏ hơn nhiều.

Chu kỳ phóng điện T gồm có hai giai đoạn :

csltcslt1

Bắt đầu nạp tụ là thời điểm dòng điện tăng cao đột biến. Cuối chu kỳ thì quá trình ion hóa chấm dứt. Những phân tử được sắp xếp lại, điện được phân bố đều. Nếu thời gian tái tạo ngắn hơn thời gian cần thiết để nạp tụ (T2) thì quá trình phóng điện sẽ duy trì liên tục, và hồ quang sinh ra. Để tránh hiện tượng này, thì phải lựa chọn một cách thích hợp tỉ số giữa điện áp u0 và điện dung của tụ, đồng thời chọn dung dịch cách điện một cách hợp lý.

Tia lửa điện ăn mòn bề mặt điện cực. Từ lâu người ta đã nhận biết hiện tượng này, vì tia lửa điện làm hủy hoại tiếp điểm của những máy cắt điện.

Cặp vợ chồng người Liên Xô, Lazarenko, đã tìm được cách điều khiển tia lửa điện để ứng dụng trong công nghiệp. Một đặc điểm của sự ăn mòn là trên điện cực dương xuất hiện nhiều lỗ lõm lớn hơn và nhiều vật liệu bị lấy đi hôn ở điện cực âm. Năng lượng của tia lửa điện trong thời gian phóng điện T2, và các tính chất vật lý của điện cực và của chất cách điện ảnh hưởng lớn đến tác dụng này.

Bằng lý thuyết điện – nhiệt, do Zolotich phát triển, chúng ta có thể giải thích hiện tượng trên, mà nội dung cơ bản có thể tóm tắt như sau :

Tia lửa điện có thể phân chia thành 6 pha :

Do tác dụng của điện trường giữa hai điện cực, điện tử phát ra từ catod và gia tốc, chạy về anod.

Do dung dịch bị ion hóa, vầng quang điện tử hình thành, chung quanh nó có những bọt khí với điện tích dương bao bọc.

Đám bọt khí do có chứa điện tích dương nên làm thu hẹp dòng chạy của điện tử.

Tia điện tử tập trung đi đến bề mặt anod.

Tụ điện xả điện. Điện trở của kênh dẫn rất nhỏ do đó mà cường độ của dòng điện lên đến hàng chục ngàn ampe (trị số đỉnh), tồn tại trong thời gian rất ngắn. Dòng điện xung làm nóng chảy anod trong phạm vi bề mặt được giới hạn, và lực điện động làm bắn những giọt kim loại vào bọt khí, ở đó do nhiệt cao mà chúng nổ ra.

Điện áp của tụ cân bằng. Bọt khí nguội đi, biến thành giọt dung dịch, sự tái sinh điện tích được xảy ra. Đồng thời với quá trình trên, những ion mang điện tích dương với năng lượng nhỏ hơn nhiều chạy về phía catod, và chúng cũng ăn mòn điện cực với mức độ ít hơn. (Xem trên hình 5.2 trị số âm của cslt3cslt4)

Ngoài những tác dụng nêu trên, nhiều tác dụng khác cũng tác động đến quá trình ăn mòn của tia lửa điện, ví dụ như lực điện tĩnh, dòng điện, quá trình hóa học do nhiệt, lực từ, sự phóng điện tử do nhiệt.

cslt2

Hình 5.2 : Quá trình hình thành sự phóng tia lửa điện

 

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here