电化学加工
电解加工的理论及应用
详细描述
电极应具备足够的导电性、耐腐蚀性和加工稳定性。电极的设计需根据加工需求，如工件形状、材料 特性、加工精度等，进行优化。此外，电极的形状和尺寸也会影响加工效果，如电流密度分布、加工 区域等。
加工参数的确定与控制
总结词
加工参数的合理选择和控制对电解加工效果至关重要。
快速原型制造
电解加工可用于快速原型制造，缩短产品开发周期，降低开 发成本。
能源领域
核能设备制造
电解加工在核能设备制造中用于加工特殊材料和复杂结构，提高设备的可靠性 和安全性。
太阳能光伏板制造
电解加工在太阳能光伏板制造中用于高效硅片的切割和表面处理，提高光电转 换效率。
03 电解加工的关键技术
电解液的选择与优化
电解加工的未来展望
随着新材料、新工艺、智能制造等领 域的快速发展，电解加工技术将不断 革新，加工范围和加工精度将得到进 一步拓展和提高。
电解加工技术与其他先进制造技术的 结合将为复杂构件的精密制造提供更 多可能性，为高端装备制造和智能制 造提供有力支撑。
未来电解加工技术将更加注重环保、 节能和可持续发展，推动绿色制造和 智能制造的深度融合。
高加工精度
加工范围广
加工效率高
环境友好
由于电解加工是依靠电化学反 应进行加工的，因此加工过程 中没有机械切削力，可以减少 工具磨损和热变形等误差，实 现高精度的加工。
电解加工可以加工各种硬、脆 、软等难加工材料，如不锈钢 、硬质合金、金刚石等。同时 ，通过调整电解液的成分和加 工参数，可以实现对不同材料 的加工。
微细电解加工
利用微细电极和微细电解液，实现微小尺寸和复杂结构的加工，满足微电子、生物医学 等领域的需求。
电解加工的化学反应原理
电解加工的化学反应原理
电解加工是指利用电解质溶解电解液中的工件，通过在电极上施加电压使电流流过工件，使工件的某部分金属溶解或氧化，从而达到加工和修复工件的目的的一种加工方法。
电解加工的化学反应原理主要有以下几个方面：
1. 电解液中的离子转移反应：电解液中的阳离子和阴离子在电解加工过程中会发生氧化还原反应，从而使工件表面的金属离子转移和沉积。
例如，金属工件表面的阳离子可以被还原成金属沉积在工件上，而工件表面的金属则可能被氧化成金属离子溶解到电解液中。
2. 电化学腐蚀反应：电解加工中，电解液中的金属离子与工件表面的金属发生反应，从而引起工件表面的腐蚀。
这种腐蚀现象在电解加工中被称为阳极溶解。
3. 水电解反应：电解加工中，电解液中的水分子也会发生电离和氧化还原反应。
在阳极处，水分子被氧化成氧气，而在阴极处，水分子则被还原成氢气。
4. 离子传输和扩散：电解加工过程中，离子在电解液中通过电场的驱动下发生扩散和迁移。
通过调控电流密度和电解液中离子的浓度，可以控制离子在工件表面的沉积速度和分布。
总体来说，电解加工的化学反应原理涉及了电解液中的离子传输、金属离子的溶解和沉积、水电解反应等多种反应过程。
通过合理控制这些反应过程，可以实现对工件表面的加工和修复。
电解加工原理
电解加工原理
电解加工是一种利用电化学原理进行加工的方法，其原理是通过在电解液中将阳极和阴极连接到直流电源上，使阳极上的金属工件溶解并在阴极上重新析出。
这种方法可以在微观上改变金属工件的形状和尺寸，实现高精度的加工。
在电解加工中，阳极上的金属工件被称为阳极工件，阴极上的材料通常是不溶于电解液的材料，如铜或铝。
当电流通过电解液流动时，金属阳极上的金属离子会从阳极脱离，并在阴极上重新析出，从而形成新的金属工件。
这种溶解和析出的过程被称为金属离子的电化和电解。
电解加工的原理是利用阳极工件上的金属溶解，使阳极工件上的材料脱离，同时阴极上的材料通过电化反应在阳极工件上析出。
这个过程实际上是一个放电过程，在阳极工件和阴极之间的电解液中，电解质通过电解反应形成的正负离子迁移，从而在阳极工件上形成孔洞并在阴极上重新填充材料。
电解加工的优点是可以实现高精度的加工，无论是形状复杂还是尺寸小的工件都可以通过该方法进行加工。
同时，电解加工还可以实现无接触加工，避免了传统机械加工中可能引起的磨损和变形。
此外，电解加工还可以加工高硬度的材料，如硬质合金等。
然而，电解加工也存在一些限制。
首先，电解加工只适用于导电的材料，对于非导电材料无法进行加工。
其次，电解加工过程中会产生大量的废液，对环境造成污染。
此外，电解加工还
需要较高的电流密度和电流稳定性，加工效率较低。
总之，电解加工通过利用电化学原理在电解液中对金属工件进行溶解和析出，实现高精度的加工。
尽管存在一些限制，但电解加工仍然在一些特殊领域中得到广泛应用。
现代模具制造技术--电化学加工
9
8 10 11 12 13 5
7
4-1
2)
(1) (2)
(3)
2 4-2 4-3
1
2
3
5
4
1—绝缘层；2—磨轮； 3—喷嘴；4—工件； 5—加工电源
4-2
4-3
3.
1.2 1 1)
3-61 (0.1 0.8 mm)
(
)
(
)
1
A V
2
－ ＋
3 4 5
1—直流电源；2—工具电极；3—工件阳极； 4—电解液泵；5—电解液
3-61
2)
(1) (2) 5 10
:
(3)
0.2 1.25 μm 1mm
Ra
(4)
0.15 0.30 mm
2.
1) 2
分
类
2
特
1
i
e
2＋ Cu H＋
e
i
2
－ OH
－ Cl
1—阳极；2—阴极
1-1
1.1
1.
1-1 2Cl ( )
OH
(CuCl2) Cu+2
(Cu) H+ CuCl2
(H2O)
Cu+2
Cu
Cu+2 (
1-1
)
2.
3-12
(
)
3-12
类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 加工方法及原理 电解加工(阳极溶解) 电化学抛光(阳极溶解) 电镀(阴极沉积) 电铸(阴极沉积) 电极磨削(阳极溶解、机械磨削) 电解放电加工(阳极溶解、电火花蚀除) 应 用 用于形状尺寸加工 用于表面加工 用于表面加工 用于形状尺寸加工 用于形状尺寸加工 用于形状尺寸加工
电解加工的原理及应用范围
电解加工的原理及应用范围1. 电解加工的原理电解加工是一种利用电化学原理进行金属加工的方法。
它基于电解液中的离子导电性和金属表面的化学反应来实现加工过程。
电解加工利用电流通过工作电极和工件之间的电解液，通过电极的阳极氧化或阴极解除来去除金属材料。
该过程在金属零件表面形成微小的坑洞或凹陷，从而实现加工效果。
电解加工的原理基于两个关键因素：电解液和电流。
1.1 电解液电解液是电解加工过程中一个重要的组成部分。
它通常由溶剂和电解质组成。
溶剂是一种导电的液体，如水或有机溶剂。
电解质是在溶剂中溶解的化学物质，如盐或酸。
电解质通过提供离子来使电流在电解液中传导。
1.2 电流电流是电解加工的推动力。
通过施加电压，电解液中的离子会导致金属表面的氧化或还原反应。
阳极氧化是一种将阳极材料转化为氧化物的反应，而阴极解除是一种将阴极表面的氧化物还原为金属的反应。
2. 电解加工的应用范围电解加工具有广泛的应用范围，特别是在微细加工和特殊材料加工方面。
以下列举了电解加工的主要应用领域：2.1 微加工电解加工在微加工领域有着广泛的应用。
由于其高精度和低表面粗糙度的特点，电解加工被广泛用于制造微细结构和微型零件。
微细加工领域的应用包括：•微机械系统（MEMS）制造•显微加工•微切削加工•精密钻孔2.2 金属腐蚀电解加工可以用于金属腐蚀过程中的精确控制。
通过调整电解液的成分和电流密度，可以实现对金属表面的特定区域进行腐蚀。
金属腐蚀的应用包括：•金属模具制造•电路板制造•金属艺术品制作2.3 超合金加工电解加工在超合金加工中发挥着重要作用。
超合金通常是高强度和高温材料，难以通过传统的切削或加热加工方法进行加工。
电解加工提供了一种有效的方式来加工超合金，同时提供良好的表面质量。
超合金加工的应用领域包括：•航空航天工业•汽车制造业•能源领域2.4 生物医学应用电解加工在生物医学领域也有一定的应用。
它用于制作生物医学器械和植入物，如人工关节、心脏支架和人工骨骼。
特种加工工艺(02)
特种加工工艺（02）第三节电化学加工一、电化学加工概述电化学加工（E1ectrochemical Machining，简称ECM）分四类：⑴工件（作为阳极）溶解去除金属材料的电解加工——工件材料减少，包括电解加工和电解抛光；⑵工件（作为阴极）表层沉积金属的电镀、涂覆——工件材料增加，包括电镀、局部涂镀、电铸和复合电镀；⑶工件作为阳极溶解去除大量材料，具有磨、研等机械作用的阴极对阳极的进一步去除材料使阳极活化而形成的电化学机械复合工艺，有电解磨削、电解珩磨、电解研磨；⑷其他复合工艺，如电解电火花复合工艺、电解电火花机械复合工艺。
虽然有关的基本理论在19世纪末已经建立，但真正在工业上得到大规模应用还是20世纪30~50年代以后的事。
电化学加工过程的电化学反应如图7-9所示。
当两金属片接上电源并插入任何导电的溶液中（例如水中加入少许NaCl），即形成通路，导线和溶液中均有电流流过。
然而金属导线和溶液是两类性质不同的导体。
金属导电体是靠自由电子在外电场作用下按一定方向移动而导电的，是电子导体，或称第一类导体。
导电溶液是靠溶液中的正负离子移动而导电的，是离子导体，或称第二类导体。
例如，上述的NaCl溶液即为离子导体，溶液中含有正离子Na+和负离子C1-，还有少量的H+和(OH)-。
两类导体构成通路时，在金属片（电极）和溶液的界面上，必定有交换电子的电化学反应。
如果所接的是直流电源，则溶液中的离子将作定向移动，正离子移向阴极，在阴极上得到电子而进行还原反应。
负离子移向阳极，在阳极表面失掉电子而进行氧化反应（也可能是阳极金属原子失掉电子而成为正离子进入溶液）。
溶液中正、负离子的定向移动称为电荷迁移，在阳、阴电极表面发生得失电子的化学反应称之为电化学反应，利用这种电化学作用为基础对金属进行加工（包括电解和镀覆）的方法即电化学加工。
这里我们主要讲述电解加工。
（沿用吴拓主编《机械制造工程》（第2版）机械工业出版社2005年9月图5-49）图7-9 电解加工中的电化学反应二、阳极溶解——电解加工1．电解加工原理及其特点图7-10为电解加工实施原理图。
一种发生电化学阳极溶解的加工方法
一种发生电化学阳极溶解的加工方法随着工业技术的不断发展，电化学加工作为一种高效、精密的加工方法逐渐受到人们的关注。
本文将介绍一种发生电化学阳极溶解的加工方法，探讨其原理及应用。
一、方法原理1. 电化学阳极溶解加工原理电化学阳极溶解是一种利用阳极溶解的原理进行加工的方法。
通过在工件和阳极之间加上一定的电压，使阳极上的材料溶解，从而实现对工件的加工。
其基本原理包括阳极溶解、电解液和电极反应等。
2. 工艺流程该方法的工艺流程主要包括工件准备、电解液调配、加工参数设置、设备调试和加工操作等环节。
其中，电解液的选择和工艺参数的设置对加工结果具有重要影响。
二、方法应用1. 材料加工电化学阳极溶解加工方法可广泛应用于金属、合金等材料的精密加工，包括微细结构的加工、细孔加工等。
其加工精度高、表面光洁度好，适用于要求高精度、高表面质量的零部件加工。
2. 模具制造在模具制造行业，电化学阳极溶解加工方法可用于制造复杂结构的模具，如芯棒、冷却水道等。
相较于传统的机械加工方法，电化学阳极溶解加工能够降低加工难度和成本，并能够实现对模具表面的特殊加工。
三、方法特点1. 高精度加工电化学阳极溶解加工方法具有高加工精度的特点，能够实现微米级的加工精度，适用于对加工精度要求较高的零部件加工。
2. 表面质量好该方法加工出的工件表面质量好，无需进行二次表面处理，能够满足一些特殊要求的工件加工需求。
3. 适用范围广电化学阳极溶解加工方法适用于不同种类的材料加工，包括金属、合金等材料，能够满足不同行业的加工需求。
四、方法优势1. 高效节能相较于传统的机械加工方法，电化学阳极溶解加工方法能够提高加工效率，节约能源消耗，降低加工成本。
2. 绿色环保该方法无需采用加工润滑剂、冷却液等化学药剂，减少对环境的污染，符合现代工业绿色环保的发展趋势。
3. 降低成本电化学阳极溶解加工方法能够降低模具制造和零部件加工的成本，提高产品的竞争力。
五、方法发展趋势1. 自动化程度提高随着自动化技术的不断发展，电化学阳极溶解加工设备将更加智能化、自动化，提高加工效率和稳定性。
电化学加工在模具制造工艺中应用
二、电解加工
二、电解加工
电解加工的成形原理如图4 －7所示，图中的细竖表通 过极与阳极间的电流，竖线 的疏密程度表示电流密度的 大小。在加工刚开始时，阴 极与阳极距离较近的地方通 过的电流密度较大，电解液 的流速也非常高，阳极溶解 也就快，见图4－7a。由于 工具相对工件不断进给，工 件表面就不断被电解，电解 产物不断被电解液冲走，直 至工件表面形成与阴极工作 面相似的形状为止如图4－ 7b。
三、电解磨削
电解磨削原理图
三、电解磨削
（二）电解磨削的特点
特点：（1）加工范围广，加工效率高 （2）可以提高加工精度及表面质量 （3）砂轮的磨损量小
不足： 刃口不易磨得非常锋利；防腐措施；增 加吸气、排气装置；需要直流电源、电 Βιβλιοθήκη 液过滤循环装置等。三、电解磨削
（三）电解磨削在模具加工中的应用 1、电解成型磨削
二、电解加工
电解加工是利用金属在电解液中的电化学阳极溶解 ，将工件加工成形地。最早应用是电解抛光。图4－ 6为电解加工过程地示意图。加工时，工件接 直流电源（10～20V）的正极，工具接电源的负极。 工具向工件缓慢进给，使两极之间保持较小的间隙 （0.1～1mm），具有一定压力（0.5～2MPa）的氯化 钠电解液从间隙中流过，这时阳极工件的金属被逐 渐电解腐蚀，电解产物高速（5～50m/s）的电解液 带走。
二、电解加工之电解液
（2）NaNO3电解液 钝化型电解液，阳极极化曲线如图4－9。成形精度
对比情况如图 4－10。NaNO3电解液在浓度为30％以 下时，有较好的非线形性能，成形精度高，而且对机 床腐蚀性小，价格也不高。主要缺点是电流效率低， 生产率也低，另外加工时阴极有氨气析出，所以 NaNO3会被消耗。 （3）NaClO3电解液
电化学加工原理及应用总结
电化学加工原理及应用电化学加工（Electrochemical Making），也称电解加工，是利用金属在外电场作用下的高速局部阳极溶解实现电化学反应，对金属材料进行加工的方法。
常用的电化学加工有电解加工、电磨削、电化学抛光、电镀、电刻蚀和电解冶炼等。
电化学加工的原理：电化学加工是利用金属在电解液中的电化学阳极溶解来将工件成型的。
如图1 所示，工件接直流电源的正极为阳极，按所需形状制成的工具接直流电源的负极为阴极。
阳极表面铁原子在外电源的作用下放出两个电子，成为正的二价铁离子而溶解进入电解液中（Fe－2e＝Fe+2）。
溶入电解液中的Fe+2又与OH－离子化合，生成Fe(OH)2沉淀，随着电解液的流动而被带走。
Fe(OH)2 又逐渐为电解液中及空气中的氧氧化为Fe(OH)3红褐色沉淀。
正的H+被吸收到阴极表面，从电源得到电子而析出氢气（2H+＋2e=H2↑）。
电解液从两极间隙（0.1～0.8 mm）中高速（5～60 m/s）流过。
当工具阴极向工件进给并保持一定间隙时即产生电化学反应，在相对于阴极的工件表面上，金属材料按对应于工具阴极型面的形状不断地被溶解到电解液中，随着工件表面金属材料的不断溶解，工具阴极不断地向工件进给，溶解的电解产物不断地被电解液冲走，工件表面也就逐渐被加工成接近于工具电极的形状，如此下去直至将工具的形状复制到工件上。
电化学加工的应用：电化学加工应用主要有电解加工、电化学抛光、电镀、电铸、电解磨削等方面。
具体应用于发动机叶片加工、火炮膛线加工、加工锻模型腔、深孔、小孔、长键槽、等截面叶片整体叶轮以及零件去毛刺、难导电硬脆材料加工等。
航空发动机叶片加工----相对于叶片的几何结构及采用的材料, 电解加工能充分发挥其技术特长。
尽管由于叶片精密锻造、精密铸造、精密辊轧技术的提高而有更多的叶片采用精密成形, 使电解加工叶片的数量有一些减少, 但随着叶片材料向高强、高硬、高韧性方向发展和钛合金、钴镍超级耐热合金的采用, 以及超精密、超薄、大扭角、低展弦比等特殊结构叶片的出现, 对电解加工又提出了新的、更高的要求, 电解加工依然是优选工艺方法之一。
电解加工的基本原理(一)
电解加工的基本原理(一)电解加工的基本原理什么是电解加工电解加工是指利用电化学原理和电化学腐蚀原理，通过将电流引入工件和电解液中，使其表面发生化学反应，从而达到加工的目的。
电解加工的原理1.电化学原理电流通过工件和电解液的接触界面和工件表面，引发电化学反应，使工件表面被加工、刻蚀或改变化学组成等。
2.电化学腐蚀原理在电解液中，工件表面对应于电极，而电解液某些成份就相应地对应于电极的另一端。
与金属接触的电极称为阳极，离金属较远的电极称为阴极。
电解加工的过程电解加工的过程大致可以分为三个步骤：1.预处理对加工的工件进行清洗、打磨和去除氧化物等处理，以便于加工液深入工件表面。
2.电解加工将工件与阴极电极放置在电解槽内，工件表面与加工液接触，电流通过工件和电解液形成电解加工。
3.后处理对于电解加工后的工件需要进行处理，如表面抛光或镀金等。
电解加工的应用电解加工被广泛应用于模具、齿轮、轴承、冲模等精密零部件的制造中，并在医疗、仪器仪表、电子元器件及航空航天等领域得到了广泛应用。
电解加工的优势1.可以加工复杂的形状电解加工的加工精度高，可以加工出复杂的形状，非常适合制造精密零部件。
2.不会产生机械变形电解加工过程不需要任何力量作用于工件表面，因此不会产生导致机械变形的应力情况。
3.硬度高，不会产生热变形电解加工不会产生高温，不会引起热变形，同时硬度也高，常常是传统机械加工难以达到的效果。
电解加工的发展前景随着科技的发展和制造业的智能化趋势，电解加工技术的应用将会越来越广泛，成为制造业发展的重要方向之一。
同时，也将对制造业的加工工艺与质量提出更高的要求，促使电解加工技术不断创新和优化。
电解加工的缺点1.铜等自身的多孔性材料无法加工；2.加工速度相对较慢，一般需要花费几个小时或几天的时间；3.非常依赖加工液的配方和质量，如浓度和温度等；4.加工所产生的废液需要进行处理，并且有些废液还有潜在的环境污染风险。
结语电解加工作为一种非常重要的精密制造技术，已经广泛地被应用于各个领域，并且不断地发展和完善。
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电化学加工 2 电化学加工
机械设计制造及其自动化一班 1033060118 汤涛 3
电化学加工技术 近年来,延续了自20世纪90年代后期以来的良好发展态势,电化学加工专业领域工艺技术水平及设备性能均取得了稳步发展,应用领域进一步扩展,产业发展也达到了一个新的高度。电化学加工(electrochemical making )利用电化学反应（或称电化学腐蚀）对金属材料进行加工的方法。与机械加工相比，电化学加工不受材料硬度、韧性的限制，已广泛用于工业生产中。常用的电化学加工有电解加工、电磨削、电化学抛光、电镀、电刻蚀和电解冶炼等。由于电化学加工时用电源，电化学加工使用硅整流的稳压电源，并以全波整流取代了过去的半波整流，保持5%以内的纹波，不仅提高了加工速度，而且还遏制了间隙内的电弧和防止污物沉积于阴极。在调压方面，使用了饱和感抗器调压和晶闸管调压两种方式。前者更适应目前电化学加工的水平。电源规格分为3档：小型电源，电流为50～500安，用于加工小孔、去除毛刺、抛光和用于中小型的阴极进行电解车削；中型电源，电流为1000～5000安，用于加工中等面积（50～150厘米2）的型孔和型腔；大型电源，电流为10000～40000安，用于加工大型零件，加工面积可达200～1000厘米2或更大一些。通常使用的电压范围为12～20伏。对硬质合金、钨、铜、铜锌合金等材料进行电解加工时，要求使用特殊电源。因为若用普通的直流电源进行加工，则这些材料点格中的某些原子不易离子化，而点格中的另一些原子却受到大量腐蚀。例如，碳化钨点格中的碳原子，在正电位条件下不能加工掉，而必须有负电位（即电源电流有负半波）；加工铜锌合金用的电源，不但要有负半波，而且对电流的波形，正半波与负半波的间隔和排列方式都有一定的要求。使用特殊电源也可解决间隙内某些相对 4
惰性离子的积聚以及由此改变间隙电阻和电场分布的问题，从而能有效地提高加工精度。 由于电化学加工时，间隙内难免会产生短路，通常电源系统都具有良好的短路保护功能，以使阴极和工件在产生火花和短路时不发生损伤。 电化学加工 - 分类 电解加工 利用阳极溶解的电化学反应对金属材料进行成型加工的方法。早期的电解槽见图1。中国在20世纪50年代就开始应用电解加工方法对炮膛进行加工，现已广泛应用于航空发动机的叶片，筒形零件、花键孔、内齿轮、模具、阀片等异形零件的加工。近年来出现的重复加工精度较高的一些电解液以及混气电解加工工艺,大大提高了电解加工的成型精度,简化了工具阴极的设计，促进了电解加工工艺的进一步发展。 电解加工时,通常以工件为阳极，工具为阴极,工件与工具之间保持狭窄的间隙(一般不超过 0.02～1毫米)，两极之间有高速电解液通过（图2）。当工具阴极不断向工件推进时,由于两表面之间间隙不等,间隙最小的地方，电流密度最大，工件阳极在此处溶解得最快。因此，金属材料按工具阴极型面的形状不断溶解，同时电解产物被电解液冲走，直至工件表面形成与阴极型面近似相反的形状为止，此时即加工出所需的零件表面。 导电磨削 又称电解磨削，是电解作用和机械磨削相结合的加工过程。导电磨削时，工件接在直流电源的阳极上，导电的砂轮接在阴极上，两者保持一定的接触压力，并将电解液引入加工区。当接通电源后，工件的金属表面发生阳极溶解并形成很薄的氧化膜，其硬度比工件低得多，容易被高速旋转的砂轮磨粒刮除，随即又形成新的氧化膜，又被砂轮磨去。如此进行，直至达到加工要求为止。 电化学抛光 又称电解抛光。直接应用阳极溶解的电化学反应对机械加工后的零件进行再加工，以提高工件表面的光洁度。电解抛光比机械抛光效率高，精度高，且不受材料的硬度和韧性的影响，有逐渐取代机械抛光的趋势。电解抛光的基本原理与电解加工相同，但电解抛光的阴极是固定的,极间距离大（1.5～200毫米）,去除金属量少。电解抛光时，要控制适当的电流密度。电流密度过小时金属表面会产生腐蚀现象，且生产效率低；当电流密度过大时，会发生氢氧根离子或含氧的阴离子的放电现象，且有气态氧析出，从而降低了电流效率。 电镀 用电解的方法将金属沉积于导体(如金属)或非导体(如塑料、陶瓷、玻璃钢等)表面，从而提高其耐磨性,增加其导电性,并使其具有防腐蚀和装饰功能。对于非导体制品的表面，需经过适当地处理（用石墨、导电漆、化学镀处理，或经气相涂层处理），使其形成导电层后,才能进行电镀。电镀时,将被镀的制品接在阴极上，要镀的金属接在阳极上。电解液是用含有与阳极金属相同离子的溶液。通电后，阳极逐渐溶解成金属正离子，溶液中有相等数目的金属离子在阴极上获得电子随即在被镀制品的表面上析出，形成金属镀层。例如在铜板上镀镍，以含硫酸镍的水溶液作电镀液。通电后，阳极上的镍逐渐溶解成正离子，而在阴极的铜板表面上不断有镍析出。 电刻蚀 又称电解刻蚀。应用电化学阳极溶解的原理在金属表面蚀刻出所需的图形 5
或文字。其基本加工原理与电解加工相同。由于电刻蚀所去除的金属量较少，因而无需用高速流动的电解液来冲走由工件上溶解出的产物。加工时,阴极固定不动。电刻蚀有以下4种加工方法。 ①按要刻的图形或文字，用金属材料加工出凸模作为阴极，被加工的金属工件作为阳极，两者一起放入电解液中。接通电源后，被加工件的表面就会溶解出与凸模上相同的图形或文字。 ②将导电纸（或金属箔）裁剪或用刀刻出所需加工的图形或文字，然后粘贴在绝缘板材上，并设法将图形中各个不相连的线条用导线在绝缘板背面相连，作为阴极。适于图形简单，精度要求不高的工件。 ③对于图形复杂的工件，可采用制印刷电路板的技术,即在双面敷铜板的一面形成所需加工的正的图形,并设法将图形中各孤立线条与敷铜板的另一面相连，作为阴极。不适于加工精细且不相连的图形。 ④在待加工的金属表面涂一层感光胶，再将要刻的图形或文字制成负的照相底片覆在感光胶上，采用光刻技术将要刻除的部分暴露出来。这时阳极仍是待加工的工件，而阴极可用金属平板制成。 电解冶炼 利用电解原理，对有色和稀有金属进行提炼和精炼。分为水溶液电解冶炼和焙盐电解冶炼两种。 水溶液电解冶炼在冶金工业中广泛用于提取和精炼铜、锌、铅、 镍等金属。 例如铜的电解提纯：将粗铜（含铜99％）预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，以硫酸(H2SO4)和硫酸铜(CuSO4)的混和液作为电解液。通电后,铜从阳极溶解成铜离子(Cu2+)向阴极移动，到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜（亦称电解铜）。粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子（Zn2+和Fe2+）。由于这些离子与铜离子相比不易析出，所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阳极上析出。比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。 电化学加工的简单介绍： 基本原理 电化学加工即电解加工，是利用金属在电解液中发生“阳极溶解”的原理，将工件加工成型的一种非传统切削加工方法。电解加工时，工具(刀具)作为阴极连接到直流电源，工件作为阳极。在电解液中，工具阴极以一定的低速度移向阳极工件，工具和工件之间发生电荷交换，阳极工件被溶解，并被高速流动的电解液带走，从而达到非常精确的加工要求。 电化学加工的特点是，不受工件材料的硬度、强度、韧性的限制，如淬火、不锈钢、耐热合金钢等都可以加工；电解没有宏观切削力，适于加工各种复杂形体及薄壁工件；加工表面无刀痕、飞边、毛刺；复杂型面不需分粗精加工，可在一次进给中完成，所以生产效率高。电化学加工主要用于加工型孔、型腔、复杂型面、深小孔及去毛刺乃至热后修型作为传统铣削的最佳替代工艺等方面。 电化学加工过程 以两片铜接上约10V的直流电源并插入CuCl2的水溶液为例。如图所示： 在金属片和溶液的界面上有交换电子的反应，即电化学反应 电荷迁移：溶液中正负离子的定向移动 金属正离子（铜离子）在阴极上得到电子发生还原反应，沉积出铜 6
在阳极表面金属原子（铜原子）失掉电子而变成铜正离子进入溶液（溶解） 在阴、阳极表面发生得失电子的化学反应称之为电化学反应。 利用这种电化学作用对金属进行加工的方法即电化学加工 与这一反应过程密切相关的基本概念有：电解质溶液、电极电位、电极的极化、钝化、活化。 电解质溶液 电解质：凡溶于水能导电的物质 如盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化氨(NH4OH)、食盐(NaCl)、硝酸钠(NaNO4)、氯酸钠（NaClO3）等酸、碱、盐都是电解质。 电解液：电解质与水形成的溶液 电解质分为强电解质：在水中能100%电离。强酸、强碱及大多数盐类都是强电解质。弱电解质：在水中只有小部分电离成离子，大部分仍以分子状态存在， 比如水、氨、醋酸等。由于电解质溶液中的正负离子的电荷数是相等的，所以溶液仍保持电的中性。 电极电位 当金属和它的盐溶液相接触时，即使在没有外接电源的情况下，也会发生金属与它的盐溶液之间的电子交换，从而产生金属溶解和电解质溶液中的金属离子返回金属表面的双向过程。最终这两个相反过程达到动态平衡。对化学性能比较活泼的金属（如铁）其表面带负电，溶液带正电，形成一层极薄的双电层如图4-2、4-4所示。活泼金属和不活泼金属双电层的区别。
金属的电极电位：由于双电层的存在，在正负电层之间，也就是金属与电解溶液之间形成电位差。这个电位差称为金属的电极电位。因为它是金属在本身盐溶液中的溶解和沉积相平衡时的电位差，所以又称为平衡电极电位。 注意：（1）金属的电极电位到目前为止还不能直接测量。在生产中是使用标准电极电位，它是用盐桥的办法测出金属的电极电位与一种人为规定的标准电极的电极电位之差，是一个相对值。通常采用标准氢电极为基准（2）能斯特公式：双电层不仅在金属本身的离子溶液中产生，当金属浸入其它任何电解液中也会产生双电层和电位差，以Fe和Cu插入NaCl电解液中为例。如图所示 Fe原子不断失去电子变成Fe离子溶入电解液中，但此过程是很缓慢的。若利用这一原理来加工金属，就需要使用外接电源来加速