[发明专利]一种基于有限元仿真获得结晶器铜板均匀镀层的方法

权利要求书

1.一种基于有限元仿真获得结晶器铜板均匀镀层的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据实物测绘，分别建立有遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型和无遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型；所述有遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型包括结晶器铜板、电镀槽、电镀液相、阳极和遮蔽板，所述无遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型包括结晶器铜板、电镀槽、电镀液相和阳极；

2)将建立的有遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型和无遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型分别导入comsol软件进行简化预处理，选定研究对象，并在研究对象周圈构造电镀液相；

3)预处理后的有遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型、无遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型均依次进行流场模拟、浓度场模拟和电场模拟，其中，流场模拟的结果作为载体进行浓度场模拟，浓度场模拟的结果作为电场模拟的初始值，电场模拟的结果为在设定电压下结晶器铜板表面的电势分布；

4)比较分析有遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型电场模拟下结晶器铜板表面的电势分布和无遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型电场模拟下结晶器铜板表面的电势分布；

5)根据有遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型电场模拟下结晶器铜板表面的电势分布调整遮蔽板的遮蔽位置，根据不同遮蔽位置下获得的结晶器铜板表面电势分布，获取遮蔽板安装的最佳遮蔽位置。

2.根据权利要求1所述的基于有限元仿真获得结晶器铜板均匀镀层的方法，其特征在于，所述步骤3)中流场模拟的具体过程为：

对预处理后的有遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型、无遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型分别进行手动网格划分处理，再分别选择SST湍流模型进行流场模拟，设置流域、固计算域的相关材料属性，设置边界条件、电镀液相的初始速度，设置重力效应，计算并获取对应数学模型流场中指定时间段内电镀液相的速度和压力数据。

3.根据权利要求2所述的基于有限元仿真获得结晶器铜板均匀镀层的方法，其特征在于，所述步骤3)中浓度场模拟的具体过程为：

分别对流场模拟后的有遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型、无遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型设置求解时间、设置流域内阳极金属离子流入面的扩散速度和阳极金属离子流出面的接收速度，以对应数学模型流场模拟计算获得的电镀液相的速度和压力数据作为浓度场模拟的初始值，计算并获取对应数学模型浓度场中阳极金属离子的浓度分布数据。

4.根据权利要求3所述的基于有限元仿真获得结晶器铜板均匀镀层的方法，其特征在于，所述步骤3)中电场模拟的具体过程为：

分别对预处理后的有遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型、无遮蔽板结晶器铜板电镀数学模型进行自动网格划分，分别对自动网格划分后的数学模型设置电场边界条件、设置阴极阳极对象和负载电压，设置绝缘面，将对应数学模型浓度场模拟计算获得的阳极金属离子的浓度分布数据作为电场模拟的初始值进行电场模拟，分别计算对应数学模型在电场中设定电压下结晶器铜板表面的电势分布。

5.根据权利要求2所述的基于有限元仿真获得结晶器铜板均匀镀层的方法，其特征在于，所述流场模拟中手动网格划分处理获得的网格质量不低于0.6。

6.根据权利要求1所述的基于有限元仿真获得结晶器铜板均匀镀层的方法，其特征在于，所述步骤2)中数学模型导入comsol软件的简化预处理包括切分包裹结晶器铜板周圈的电镀液相为形状规则的电镀液相区域。