離心機的原理與日常保養以及閥門(mén)工藝之電鍍的基本原理

2021/01/05

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 基本原理 

       當含有細小顆粒的懸浮液靜置不動(dòng)時(shí)，由于重力場(chǎng)的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液體小的粒子就會(huì )上浮。微粒在重力場(chǎng)下移動(dòng)的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān)，并且又與重力場(chǎng)的強度及液體的粘度有關(guān)。象紅血球大小的顆粒，直徑為數微米，就可以在通常重力作用下觀(guān)察到它們的沉降過(guò)程。

  此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時(shí)還伴隨有擴散現象。擴散是無(wú)條件的絕對的。擴散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴散越嚴重。而沉降是相對的，有條件的，要受到外力才能運動(dòng)。沉降與物體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等，它們在溶液中成膠體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不可能觀(guān)察到沉降過(guò)程的。因為顆粒越小沉降越慢，而擴散現象則越嚴重。所以需要利用離心機產(chǎn)生強大的離心力，才能迫使這些微?？朔U散產(chǎn)生沉降運動(dòng)。

  離心就是利用離心機轉子高速旋轉產(chǎn)生的強大的離心力，加快液體中顆粒的沉降速度，把樣品中不同淇沉降系數和浮力密度的物質(zhì)分離開(kāi)。  

  離心機的分類(lèi)  

  一、按分離因素Fr值分  

  可將離心機分為以下幾種型式：  

  1、常速離心機  

  Fr≤3500（一般為600~1200），這種離心機的轉速較低，直徑較大。  

  2、高速離心機  

  Fr=3500~50000，這種離心機的轉速較高，一般轉鼓直徑較小，而長(cháng)度較長(cháng)。  

  3、超高速離心機  

  Fr＞50000，由于轉速很高（50000r/min以上），所以轉鼓做成細長(cháng)管式。  

  分離因素Fr是指物料在離心力場(chǎng)中所受的離心力，與物料在重力場(chǎng)中所受到的重力之比值。  

  二、按操作方式分  

  可將離心機分為以下型式：  

  1、間隙式離心機  

  其加料、分離、洗滌和卸渣等過(guò)程都是間隙操作，并采用人工、重力或機械方法卸渣，如三足式和上懸式離心機。  

  2、連續式離心機  

  其進(jìn)料、分離、洗滌和卸渣等過(guò)程，有間隙自動(dòng)進(jìn)行和連續自動(dòng)進(jìn)行兩種。  

       電鍍的歷史較早，這項表面處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)最初主要是為滿(mǎn)足人們防腐和裝飾的需要。近些年來(lái)，隨著(zhù)現代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不斷開(kāi)發(fā)出新的工藝技術(shù)方法，尤其是一些新的鍍層材料和復合鍍技術(shù)的出現極大地拓展了這項表面處理技術(shù)的應用領(lǐng)域，并使其成為現代表面工程技術(shù)的重要組成部分。

一、電鍍的基本原理

電鍍是金屬電沉積技術(shù)之一，是通過(guò)電解方法在固體表面上獲得金屬沉積層的過(guò)程，其目的在于改變固體材料的表面特性，改善外觀(guān)，提高耐蝕、抗磨損、減摩性能，或制取特定成分和性能的金屬覆層，提供特殊的電、磁、光、熱等表面特性和其它物理性能等。一般來(lái)說(shuō)，陰極上金屬電沉積的過(guò)程是由下列步驟組成的:

(1)傳質(zhì)步驟在電解液中的預鍍金屬的離子或它們的絡(luò )離子由于濃度差而向陰極(工件)表面或表面附近遷移: 

（2)表面轉化步驟金屬離子或其絡(luò )離子在電極表面上或表面附近的液層中發(fā)生還原反應的步驟，如絡(luò )離子配位體的變換或配位數的降低:

(3)電化學(xué)步驟金屬離子或絡(luò )離子在陰極上得到電子，還原成金屬原子:

（4)新相生成步驟即生成新相，如生成金屬或合金。

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       電鍍槽中有兩個(gè)電極，一般工件作為陰極，電源接通后便在兩極間建立起電場(chǎng)，在電場(chǎng)作用下金屬離子或絡(luò )離子向陰極遷移，并在靠近陰極表面處形成所謂的雙電層，此時(shí)陰極附近離子濃度低于遠離陰極區域的離子濃度，從而導致離子的遠距離遷移。金屬離子或絡(luò )離子釋放掉絡(luò )合物，通過(guò)雙電層而到達陰極表面放電發(fā)生還原反應生成金屬原子。離子在陰極表面上各點(diǎn)的放電難易程度是不同的，在晶體的結點(diǎn)、棱邊處，電流密度和靜電引力比晶體的其它部位大得多，同時(shí)位于晶體結點(diǎn)和棱邊處的原子最不飽和，有較高的吸附能力，因而，到達陰極表面的離子會(huì )沿表面擴散到結點(diǎn)、棱邊等位置，并在這此位置放電生成原子進(jìn)入金屬的晶格，這此離子優(yōu)先放電位置即是鍍層金屬晶體的生長(cháng)點(diǎn)。當這此生長(cháng)點(diǎn)沿晶面擴展時(shí)，就生成了由微觀(guān)臺階連接的單原子生長(cháng)層。由于陰極金屬的晶格表面存在一個(gè)由晶格力延伸而成的應力場(chǎng)，開(kāi)始沉積在陰極表面的原子只能占據與基體金屬(陰極)晶體結構相連續的位置，不論基體金屬與鍍層金屬的晶格幾何形態(tài)和尺寸的差異如何。如果鍍層金屬的晶體結構和基體相差甚遠，則生長(cháng)的晶體在開(kāi)始時(shí)會(huì )和基體的晶體結構一樣，而后逐漸向自身穩定的晶體結構轉變。電沉積層的晶體結構取