[发明专利]一种电磁热耦合的热电化学氧化的设备

说明书

本申请提供电磁热耦合的热电化学氧化的设备，包括：电解池、电解槽、电磁热耦合部、热电化学氧化电源和温控系统，所述电解槽在电解池的内部，电解槽为中空的圆筒，电解池中的电解液漫过电解槽，电磁热耦合部与电解槽连接，电磁热耦合部用于通过磁场控制电解槽中的带电粒子的定向运动，电磁热耦合部由螺旋线圈和电流源组成，螺旋线圈为绝缘导线螺旋缠绕在电解槽的外壁而形成，螺旋线圈的两端与电流源连接，热电化学氧化电源的正极与工件连接、负极与电解槽连接，工件为阀金属或者为外表面为阀金属的导电金属，工件在电解槽中进行热电化学氧化、在工件表面原位生长氧化陶瓷层，所述温控系统与电解池连接，用于控制电解池中的电解液的温度。

技术领域

本发明涉及热电化学氧化技术领域，具体的，本发明涉及一种电磁热耦合的热电化学氧化的设备。

背景技术

热电化学氧化是近几年国内外发展较快的一种新的表面处理技术，它是在阳极氧化基础上发展起来的，又称为微等离子体氧化、等离子热电化学氧化、等离子体增强电化学表面陶瓷化等。热电化学氧化采用较高的工作电压，阀金属工件作为阳极，电解池作为阴极，通过专门的电源在阴极和阳极施加电压，将电压的工作区域由普通的阳极氧化法的法拉第区域，引入到高压放电区域，利用弧光放电产生的瞬时高温高压作用下，使阳极上发生的反应，致使在阀金属工件表面出现电晕、辉光、微弧放电、甚至火花斑，在阀金属表面原位形成一层致密的氧化陶瓷膜/层，进而达到工件表面改性强化。

在现有技术中，电解液中的溶液电阻较大，电解液的流动性差，对热电化学氧化的陶瓷层的性能具有影响。为了促进电解液的循环和均匀性，现有技术在电解池外加上超声波，使得溶液电阻得到相应的降低，促进电解液的循环和均匀性，推动了热电化学氧化初期的进行，提升工件表面的陶瓷层的性能，但是超声波的成本高，难以得到实际的应用。并且现有技术的电能耗和电解液的冷却功耗大，导致热电化学氧化的工件的成本高，阻碍了本领域的发展应用。

有鉴于此，本发明提供一种电磁热耦合的热电化学氧化的设备，提高热电化学氧化时工件表面原位生长的陶瓷层的性能，并且节能。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电磁热耦合的热电化学氧化的设备，提高热电化学氧化时工件表面原位生长的陶瓷层的性能，并且节能。

本申请的电磁热耦合的热电化学氧化的设备，第一方面，在电解槽外设置电磁热耦合部，电磁热耦合部通过绝缘导线螺旋缠绕在电解槽的外壁(螺旋线圈)，再给螺旋线圈施加电流源，螺旋线圈产生磁场控制电解槽2中的带电粒子的定向运动，从而提高热电化学氧化时工件表面原位生长的陶瓷层的性能，陶瓷层更均匀、致密、表面更光滑。第二方面，在现有技术中，电解池中的电解槽有两个，两个电解槽分别与热电化学氧化电源连接才能进行热电化学氧化，而本申请将电解槽设计为一个，减少了一个电解槽，减少了约50％的电能耗，热电化学氧化通过将热电化学氧化电源的阳极与铜排连接、阴极与电解槽连接得以实现。第三方面，本申请的电解池是不带电的，工件经过电解槽时，电解槽内的电解液才产生热能，产生的热能显著小于现有技术，因此冷却功耗也降低。第四方面，在现有技术中，一般只有冷却系统，本申请还包括加热系统，利于增大电解液的温度范围，电解液高温和低温各有自身的优势。本申请人在此基础上完成了本申请。

一种电磁热耦合的热电化学氧化的设备，包括：电解池1、电解槽2、电磁热耦合部3、热电化学氧化电源4和温控系统5，所述电解槽2在电解池1的内部，电解槽2为中空的圆筒，电解池1用于盛装电解液，电解液漫过电解槽2，电磁热耦合部3与电解槽2连接，电磁热耦合部3用于通过磁场控制电解槽2中的带电粒子的定向运动，所述电磁热耦合部3由螺旋线圈31和电流源32组成，螺旋线圈31为绝缘导线螺旋缠绕在电解槽2的外壁而形成，螺旋线圈31的两端与电流源32连接，热电化学氧化电源4的正极与工件连接，热电化学氧化电源4的负极与电解槽2连接，所述工件为阀金属或者为外表面为阀金属的导电金属，工件在电解槽2中进行热电化学氧化、在工件表面原位生长氧化陶瓷层，所述温控系统5与电解池1连接，用于控制电解池1中的电解液的温度。