[发明专利]一种以多孔材料为载体的微细圆柱电极的电解装置及方法

说明书

本发明公开一种以多孔材料为载体的微细圆柱电极的电解装置及方法，该种以多孔材料为载体的微细圆柱电极的电解装置包括溶液槽、圆筒工电极、多孔材料和直流电源，溶液槽内部具有电解液，圆筒工电极设置在所述溶液槽内，其底部具有下盖，其顶部具有上盖，下盖底部均匀开设有与圆筒工电极连通的通道，多孔材料为柔性非导体材料，并填充在所述圆筒工电极内，其内部存在微孔隙，且多孔材料的顶面高于电解液的顶面，所述多孔材料内部插入有圆柱电极，且该圆柱电极从所述上盖穿出；直流电源正极与圆柱电极连接，负极与圆筒工电极连接，该种以多孔材料为载体的微细圆柱电极的电解装置及方法，能够提高微细圆柱电极的加工效率并保证微细圆柱电极圆柱度。

技术领域

本发明涉及电化学加工技术领域，具体为一种以多孔材料为载体的微细圆柱电极的电解装置及方法。

背景技术

微机电系统广泛应用于航空航天、空间技术、生物医学、汽车等领域。随着消费电子、医疗电子、工业控制等市场的快速成长，微机电系统行业迅猛发展成为制造领域的重要产业。金属微器件凭借高强度、低电阻率及高灵敏度等优点在微机电系统行业发挥显著作用，是其重要组成部分。金属微器件的性能主要取决于微结构的表面加工质量，因而制备表面质量优良的金属微结构对推动微机电系统的进一步微小型化和集成化具有重要意义。

微细电解铣削加工技术通常采用微细圆柱体零件作为工具电极，利用电化学阳极溶解原理去除金属材料，实现带有微缝、微槽等结构和具有复杂形状、高深宽比的二维及准三维微结构/零件的制备。相比于其它加工技术，微细电解铣削拥有工具电极无损耗可重复使用、无加工作用力及残余应力、无再铸层、加工不受材料机械性能的限制等优点。因此，微细电解线铣削加工技术被认为是一种颇具前景的微结构制造方法，是制造金属微结构的一种理想技术手段。

微细电解铣削的加工质量不仅与加工电参数、电解液类型等因素有关，工具电极的本身的尺寸和形状精度对表面加工质量和尺寸精度有显著的影响。因此，加工得到满足要求的工具电极是实现微细电解加工的关键环节。然而，微细圆柱体直径很小，其加工异常困难。采用线电火花磨削法加工微细圆柱电极，成形效率低、加工速度慢；利用精密车削方法加工出微细圆柱电极，需要超高精度数控机床和夹具，加工成本高；使用电火花加工中单脉冲放电方法微细圆柱电极需要复杂设备对放电过程进行精密控制。此外，上述方法进行大规模生产微细圆柱电极仍存在一定挑战。目前，微细圆柱电极一般采用电化学加工方法来制备。

但是，采用电化学加工方法制取微细圆柱电极时，易形成纺锤形电极。王明环和王磊等分别采用控制电压、电流、电解液浓度、腐蚀时间，优化阴极形状来控制微圆柱体尺寸及其圆柱度。事实上，此两种方法受电解液种类、被加工工件尺寸等因素的影响。当电解液种类和被加工工件发生变化时，需重新优选加工参数和优化阴极形状。这不仅影响微细圆柱电极的加工效率，而且电极的圆柱度也不易保证。如何提高微细圆柱电极的加工效率及圆柱度仍是微细电解铣削加工亟需解决的问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有电化学加工方法制取微细圆柱电极时中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种以多孔材料为载体的微细圆柱电极的电解装置及方法，能够提高微细圆柱电极的加工效率并保证微细圆柱电极圆柱度。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种以多孔材料为载体的微细圆柱电极的电解装置，其包括：

溶液槽，其内部具有电解液；

圆筒工电极，设置在所述溶液槽内，其底部具有下盖，其顶部具有上盖，所述下盖底部均匀开设有与圆筒工电极连通的通道；