197 – 電解めっきの電界分布解析

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概要

電解めっきとは物体の表面に金属膜を形成する技術で、現在は電子部品の製品から自動車など様々な分野で活用されています。
電解めっきは、めっきしたい成分を含む溶解液を用います。その溶媒のなかに、めっきしたい成分の板を正極、めっきさせたい板を負極に設定し電圧をかけます。すると電流が流れ、正極の成分が溶媒中に溶け出し、負極側をめっきします。
ここでは、正極に面している負極の形状が平行ではなく傾きのあるモデルでの電界分布について紹介します。

電界分布

負極側が平らなモデルと傾斜のあるモデルの電界グラフを図1、電界分布のコンターを図2に示します。なお、図1は、電極に沿って測定しています。
図1より、青線で示した正極に面している負極のモデルが平らな場合は、長さ15mmを中心に左右対称になっているのが分かります。一方、赤線で示した正極に面している負極のモデルに傾斜がある場合、正極との距離感が短くなるにつれて電界が大きくなっているのが分かります。
図2より、負極に傾きのあるモデルは、電界に偏りが発生していることが確認できます。

電流密度分布

負極側が平らなモデルと傾斜のあるモデルの電流密度グラフを図3、電流密度分布のコンターを図4に示します。
図3より、青線で示した、正極に面している負極のモデルが平らな場合は、極モデル15mmを中心として左右対称の電流密度であることが確認できます。一方、赤線で示した、正極に面している負極のモデルに傾斜がある場合、正極に近い箇所の電流密度の方が高くなっています。本例では溶解液中の物性は均一なので、電流の大きさは電界強度に比例します。そのため、電界分布も同様の結果となっています。

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