图2-1  电化学基本原理

    从图2-1中我们可以清楚地看到，电源的正极和阳极相连，Cu被电解生成Cu+，Cu+和水中的H+一起朝着阴极靠近，最终与阴极附近的电子相结合生成Cu附着在工件的表面，而阳极的铜棒被渐渐地电解完。

    微粒射流电沉积相比于传统的电沉积有明显的不同，传统的电沉积是直接将阴阳极放入电解槽中与电解液充分接触，在电解过程中金属阳离子的移动速度较慢；微粒射流电沉积中的电解液是直接从阳极喷出的，可以达到与工件表面充分接触的目的，并且电解液源源不断，由此可见，后者更好。不仅如此，微粒射流电沉积还具有以下这些特点：

     （1）可以极大地挺高了加工金属表面的质量和内部组织机构；

     （2）单位时间内电流的密度得到了很大的提高，从而挺高了电沉积的速度，进而生产效率也有了较大的上升，一般可以提升几十至百倍；

      (3)虽然整个电解槽中的电解液都与阴极相连，但是只有在通过喷嘴的电解液与工件接触的地方才会有金属薄膜生成，这就可以自主选择薄膜的生成区域，简而言之就是可以定向生成金属。

    通过电沉积制备的金属薄膜显然具有更佳的性能，理应得到更广泛的应用。实验设备主要是由工作台，脉冲电源，水泵，流量计等零件组成，具体内容可以参照见图2-2。

图2-2  电沉积制备金属薄膜的结构图

    由于微粒射流电沉积技术在改善零件的表面质量和零件的性能方面展现了绝对的优势，如果该项技术能够广泛的应用于机械，航空，潜水，以及我们的日常生活中，定会在很大程度上推动社会的进步和人们生活水平的提高。

2。2 实验的设备组成

  2。2。1 工作平台的选用

    微粒射流电沉积工作平台主要是由三部分组成的：底座，滑动座以及工作平台。具体情况如图2-3所示。

    因为工作平台需要承受的工作载荷不大，并且希望能有较高的传动效率和较小的摩擦，所以采用滚珠直线导轨。实验室，工作平台可以实现X，Y以及Z方向的自由运动，但要注意不能周边的物体发生接触，同时工作平台的大小应与电解槽相吻合，否则在运行过程中电解槽下面的螺纹管很容易就被外力强行破坏，或者螺纹管根本就不能装在电解槽底部，那么下面的实验就无法进行了。

图2-3   工作平台示意图

 2。2。2 喷嘴的选用

    喷嘴对于此次实验十分重要，我们也想了好长时间究竟使用什么形状的喷嘴，喷嘴应该使用什么材料才能在保证其基本寿命的情况下，尽可能的使喷出的电解液能够均匀的落在钢板的表面。我们采用的是扁平型喷嘴，其结构简单，而且型腔大，容易清洗，成本还低，是个不错的选择。不过在材料方面我们考虑的不够周到，用了一段时间后我们才发现应该避免硫酸铜的腐蚀，而我们的喷嘴却出现了一些腐蚀现象，以后的实验应该重新选用喷嘴的材料，保证其不被电解液等物质腐蚀。喷嘴的实物如图2-4所示。

图2-4   喷嘴的实物图

2。2。3 电源以及泵的选用

    电源作为提供本实验电力的来源，泵作为本实验提供动力的来源，他们的重要性不言而喻。