Simulation der Stromdichteverteilung

  • Software: Cell-Design 2000 von L-Chem, Inc. 

Die Software ermöglicht die Modellierung elektrochemischer Zellen und wird für die Beschreibung der Stromdichteverteilung und der erwarteten Schichtdickenverteilung auf einer Kathode im galvanischen Prozess verwendet.
Die Simulation der Abscheidung stellt eine Hilfestellung für die Auslegung von Gestellen und Beschichtungsanlagen dar. Die Optimierung der Position und Form von Blenden und Hilfselektroden kann vereinfacht werden. Zu den wichtigsten Komponenten der modular aufgebauten Software gehören Module für die erweiterte Geometrieeingabe und -editierung zur Anpassung von Formen und Blenden, eine Zoom-Funktion zur genauen Betrachtung kleinster Bereiche, insbesondere bei der Modellierung im Mikromaßstab, die schrittweise Simulation einzelner Schichten, so dass die Geometrieänderung durch den Schichtaufbau berücksichtigt werden kann (wichtig für die Galvanoformung) sowie die Modellierung von Elektroden, deren Widerstand nicht vernachlässigbar klein ist, wie z.B. Kunststoffgalvanisierung. Der Aufbau einer Datenbank für die Elektrolytparameter erleichtert die Anpassung an neue Abscheidebedingungen.

Stromdichte entlang einer Elektrodenkontur

Die wichtigsten Voraussetzungen für die Modellierung sind folgende:

  • Zeichnung (nur Konturen) als 2D-Schnitt, aus der Form und Position der Elektroden (Kathoden und Anoden) zueinander und die Lage isolierender Bereiche hervorgehen. Die vorliegende Zeichnung wird auf die Erfordernisse des Programms übertragen; relevante Bereiche werden ausgewählt und als Simulationsgeometrie eingegeben. Achsensymmetrische Geometrien sind gesondert zu behandeln
  • Jede Elektrode muss bezüglich anliegender Spannung bzw. Strom spezifiziert werden
  • Angaben zum Elektrolytsystem, entweder aus der Datenbank oder experimentell ermittelt

Als Ergebnis einer Simulationsrechnung werden mehrere Abbildungen bzw. Datensätze erzeugt:

  • Farblich kodierte Darstellung der Potentialverteilung, die kathodischen Bereiche blau und die anodischen rot schraffiert
  • Stromdichteverteilung mit entsprechender Farbdarstellung
  • Virtuelles Multimeter für die dynamische Angabe der Spannung und des Stroms an jedem beliebigen Punkt der Zelle
  • Graphische Darstellung der Stromdichte, der Polarisation und der Schichtdicke entlang der Elektrodenfläche
  • Numerische Auflistung der Stromdichteverteilung und der Schichtdicke bzw. Auflösung
  • Angaben zum Gesamtstrom und dem Schichtgewicht für jede Elektrode und die Zelle

 

Ansprechpartnerin

Dr. Renate Freudenberger | DW 300
r.freudenberger@fem-online.de


Auf einen Blick

  • Dienstleistung für Industrie und Forschung
  • Galvanisieren: Vorhersage der Schichtdickenverteilung, Position und Form von Blenden und Hilfselektroden, Hilfestellung beim Gestell- und Anlagenbau