金属材料的镀层与涂层

实验编号：U22S00200

关键词：电镀，航天零件，comsol仿真

实验标签：材料科学基础（金属材料-金属表面处理）；电镀新工艺技术研究；金属材料

航空航天典型零部件电镀工艺虚拟仿真实验

本虚拟仿真实验分为3个模块。模块1，航空航天典型零部件及电镀基础认知；模块2，小型航空航天部件电镀工艺与性能评价；模块3，火箭发动机尾喷管收扩段电镀过程Comsol仿真。

（一）实验内容

模块1：航空航天典型零部件及电镀基础认知

（1）知识点认知

集合了三个模块中需要用到的10个知识点，作为认知学习过程。在后续模块中，相关知识点界面也可以随时点击查看。

（2）选择题练习

进行知识点认知后的选择题练习过程。

模块2：小型航空航天部件电镀工艺与性能评价

（1）基体前处理

按照规定流程进行基体前处理，不同处理顺序得到不同现象的处理结果。

（2）配置电镀液

根据不同镀种，选择药品和药品用量，配置符合标准的电镀液。

（3）选择阳极板

选择适用于当前电镀槽的阳极板，进行小型部件的电镀过程。选择正确后对应阳极板将安装在电镀槽中，为后续电镀步骤做准备。

（4）电镀参数调整

调整电镀时间、电镀温度、电流密度、pH值参数，不同参数将对电镀结果产生影响。

（5）电镀结果分析及电镀规律探究

在表征中心针对已设置的电镀参数影响的零部件进行表征，设置其它参数探究电镀参数对电镀结果的影响。

模块3：火箭发动机尾喷管收扩段电镀过程Comsol仿真

（1）选择阳极

选择合适的阳极，进行大型部件的电镀过程。

（2）基于comsol仿真大型部件电镀结果

确定阳极的最佳形状后，选择不同尺寸的阳极对火箭发动机尾喷管收扩段进行电镀；不同尺寸的阳极将对镀层厚度、镀层均匀度结果产生不同影响。

（二）实验的特色亮点

电镀实验所需实验时间长，实验设备占地面积大，并且众多知识点，本科教学中难以做到每人一套设施进行综合训练。航空航天部件涉及小型部件和大型部件；电镀原理虽然相同，但是两类部件的电镀流程是不一样的。小型部件的电镀结果受到电镀时间，电流强度，电镀液pH值等参数的影响较大，而大型部件电镀质量的关键在于象形阳极的选择。

本实验克服了时间地域对于教学的限制，将电镀真实场景进行还原，还原了小型航天部件完整的电镀过程，从前处理到电镀液配制，从电镀参数调整到电镀过程，并且构建真实的数据影响。而大型部件电镀数据基于comsol的模拟数据支持。复杂的航天大小部件电镀知识学习高效浓缩在两个课时，不同的工艺参数调整构建了真实的影响规律，帮助学生更快的学习和理解不同部件电镀工艺和工艺参数的影响规律。