COMSOL在电化学的应用.PDF

COMSOL在電化學的應用 李碩仁院長 元智大學工程學院 COMSOL CONFERENCE Taipei 2013 1 目錄目錄 電化學的多物理場 電化學的相關製程 – 電化學加工的基本原理 – 電解加工電解加工 ((EMM)) – 電化學機械拋光 (ECMP) – 電解拋光 (EP) 精微電化學加工 – 微電壓軸承治具設計與製程分析 精微電解加工 – 微孔平衡間隙預測研究 精微電解加工 – 電解去毛邊應用 總結 2 電化學的多物理場電化學的多物理場  於極間電解液之於極間電解液之靜電場靜電場 控制方程式控制方程式方程式方程式電場電場(( 、、熱場熱場))   其中：電位能V電場 E 電流密度  V 0 J   導電度導電度 焦耳熱焦耳熱 QQhh E J nn  於極間電解液之穩態流場動量控制方程式 (流場)    T   v v pp v  v t 其中：流速v 壓力 p  於極間電解液之氫氣濃度 控制方程式 ((Chemical sppecies transpports)) c  D c v c     其中：氫氣濃度 c 擴散係數D t  於極間電解液之對流與傳導物理場控制於極間電解液之對流與傳導物理場控制方程式方程式 ((流場流場 、熱場熱場))    k T Q C v T 其中：溫度T 密度ρ 比容C f h p f f p  加工材料表面的網格移動速度與電流密度分佈加工材料表面的網格移動速度與電流密度分佈成正比成正比 u kJ n 其中： k電化學加工率 (ECM rate) 3 電化學的相關電化學的相關 製程製程  ElectroPolishing – Improve morphhollogy, chhemiicall composiitiion and corrosion resistance.  ElectrochemicalElectrochemical MicroMicro-MachiningMachining – Fabricate meso/micro scale features.  ElectroChemical Mechanical Polishing – Increased flatness, roughness and surface properties.  ElElecttrollytitic surfface roughheniing – Improve morphology, roughen.  ElectroElectro platingplating – surface coating. 4