Con il rilascio dell’Electrodeposition Module, il software COMSOL Multiphysics potenzia le sue capacità in ambito elettrochimico: i suoi utenti possono ora modellare e simulare applicazioni di elettrodeposizione come placcatura decorativa, elettroformatura, protezione dalla corrosione e dall’usura.

24/01/2012 — COMSOL annuncia il rilascio dell’Electrodeposition Module, prodotto che si aggiunge ai numerosi moduli già disponibili per l’ambiente di modellazione e simulazione COMSOL Multiphysics. L’Electrodeposition Module consentirà agli utenti di COMSOL di modellare e simulare lo spessore e la composizione dello strato depositato per processi come la placcatura in rame e oro per l’industria elettronica, la protezione dalla corrosione di parti meccaniche, la placcatura decorativa (come cromatura e nichelatura) di parti automotive e l’elettroformatura di parti complesse di piccolo spessore.

"L’Electrodeposition Module consente una modellazione molto accurata dei fenomeni elettrochimici, termici e fluidodinamici che avvengono nelle celle elettrochimiche usate nei processi di elettrodeposizione,” afferma il Dottor Henrik Ekstrom, Technical Program Manager delle applicazioni elettrochimiche in COMSOL. “Grazie a questo strumento gli utenti potranno simulare in modo realistico i processi di elettrodeposizione, dalla micro alla macro-scala, utilizzando interfacce pensate e create ad hoc per questo tipo di applicazioni. Ciò consente un notevole risparmio di tempo e di denaro nel processo di sviluppo di tali applicazioni."

L’Electrodeposition Module permette di analizzare in modo realistico l’influenza sul processo della geometria della cella e degli elettrodi, della chimica, delle proprietà dei materiali e delle condizioni operative. Lo spessore e la composizione dello strato metallico depositato possono essere simulati mediante una variabile che rappresenta l’evoluzione temporale dello spessore, approccio molto efficace nel caso di strati sottili, oppure, nel caso di strati più spessi, usando la tecnologia moving boundary.

"COMSOL consente di ottenere ottimi risultati anche se l’utente non è un esperto di modellazione," osserva il Dr. Philippe Gendre, capo del dipartimento ricerca e sviluppo della società PEM di Siaugues, Francia, che opera in questo settore dal 1947. "Grazie a COMSOL abbiamo compiuto progressi significativi arrivando spesso a ridurre dal 10% al 30% la quantità di metallo depositato durante i processi di elettrolisi. Con il nuovo Electrodeposition Module l’impostazione di un modello placcatura è davvero semplice. Il modulo consente di gestire mediante un’unica interfaccia tutti i fenomeni fisici presenti nei processi di placcatura: trasporto di corrente elettrica in un mezzo conduttore, fluidodinamica dell’elettrolita e flusso elettrocinetico relativo al trasporto delle specie coinvolte."



Interfaccia dedicata all’elettrodeposizione e Model Library aggiornata con nuovi modelli

L’Electrodeposition Module mette a disposizione dell’utente interfacce dedicate alla modellazione della distribuzione delle correnti secondarie e terziarie, della fluidodinamica e del trasporto di calore. L’utente può anche scegliere di usare accoppiamenti predefiniti dedicati ai processi di elettrodeposizione e alla corrosione che necessitano della tecnologia moving boundary. Nel caso in cui la fluidodinamica dell’elettrolita lo richieda, l’utente può includere la modellazione della turbolenza e dei flussi bifase grazie all’accoppiamento multifisico dell’Electrodeposition Module con il CFD Module.



L’interfaccia dedicata alle correnti secondarie modella le reazioni chimiche, e relativa cinetica, che avvengono sulla superficie degli elettrodi e il trasporto di corrente sia negli elettrodi sia nell’elettrolita. L’interfaccia che modella le correnti terziarie include anche il bilancio di massa degli ioni trasportati nell’elettrolita secondo i meccanismi di diffusione, migrazione e convezione; tali meccanismi possono anche tenere conto della fluidodinamica della cella.

Le interfacce che modellano le correnti secondarie e terziarie consentono anche una descrizione dettagliata delle reazioni multiple che avvengono sulla superficie degli elettrodi (utilizzando ad esempio le relazioni di Butler-Volmer), dello spessore e della composizione dello strato depositato e degli eventuali processi di dissoluzione all’anodo.

L’utente può accedere a queste funzionalità direttamente dall’interfaccia grafica e può combinarle con le altre funzionalità contenute nei differenti moduli di COMSOL Multiphysics. L’Electrodeposition Module è corredato di una Model Library che mette a disposizione dell’utente tutorial e benchmark che consentono di apprendere velocemente l’uso delle funzionalità del modulo e dell’intero ambiente di modellazione.