【摘要】：在鎂合金的微弧氧化處理中,電壓、頻率及占空比等電參數(shù)是發(fā)生局部持續(xù)電弧燒蝕現(xiàn)象的重要影響因素,不同的負載特性會影響電源輸出特性,發(fā)生局部持續(xù)電弧燒蝕的傾向就會不同。本課題以AZ31B鎂合金為基體材料,采用自研大功率脈沖電源的單極性脈沖輸出模式,改變脈沖頻率和占空比,對表面積不同的A、B試樣進行微弧氧化處理實驗,記錄實驗過程的電壓波形及燒蝕電壓等數(shù)據(jù),研究不同電參數(shù)和不同負載特性對燒蝕現(xiàn)象的影響。相同占空比時,頻率在100Hz~1000Hz區(qū)間時,在兩端的頻率時燒蝕現(xiàn)象更容易發(fā)生,越靠近兩端的燒蝕電壓越低,而中間頻率下試樣更不容易發(fā)生燒蝕現(xiàn)象。同頻率下,隨著占空比的增大,燃弧時間增加就需要更多的冷卻時間,而占空比的增大反而減小了冷卻時間,在更低的電壓下發(fā)生燒蝕現(xiàn)象。鎂合金微弧氧化不同表面積的試樣具有不同的負載電容特性,試樣的表面積越大往往負載電容特性越強。相同的試樣在微弧氧化的處理過程中其負載特性也會隨時發(fā)生著變化,隨著膜厚增大,負載的放電時間常數(shù)越大,發(fā)生局部持續(xù)電弧燒蝕的傾向越大。本課題研究發(fā)現(xiàn):局部持續(xù)電弧燒蝕的發(fā)生不僅與燃弧時間與冷卻時間的長短有關(guān),還與它們的相對比例有關(guān)。負載的強電容性成為發(fā)生局部持續(xù)電弧燒蝕的根本原因,不同表面積的負載具有不同的電容特性。可根據(jù)負載的表面積選擇合適的電參數(shù)來避免局部持續(xù)電弧燒蝕現(xiàn)象的發(fā)生,指導(dǎo)電參數(shù)工藝的設(shè)定。
【圖文】：

化膜充當了介質(zhì)被擊穿的理論；另一類為在氧電的理論。微弧氧化處理過程中最具代表性的理，來研究鎂合金微弧氧化的成膜機理。目前典理論：擊穿研究發(fā)現(xiàn)，在膜層與電解液的界面位置存在 高于臨界值 Tm 時，便會在此處發(fā)生擊穿放電電擊穿理論。擊穿m 等人通過研究提出，電擊穿能否發(fā)生，，主要的性質(zhì)，而雜質(zhì)離子的影響則是其次[38]。學(xué)家 Vijh 分析研究了火花放電產(chǎn)生的原因[3劇烈的析氧反應(yīng)過程，而這一反應(yīng)過程的發(fā)，如圖 1.1 所示，為電子“雪崩”理論模型。

在金屬表面生成一層薄而致密的沉積膜，為微弧放電提供了必要條件。微電階段是指在強電場作用下，金屬表面形成的陽極沉積膜會充當阻擋層，而阻礙電過，這些電壓便在阻擋層中形成高電場，并且越來越大，當電場達到擊穿陽極沉積電壓時，引起火花放電現(xiàn)象[47]。圖 1.2 為鎂合金的微弧氧化陶瓷層的表面掃描電鏡圖像。如圖所示，在氧化膜層表布很多微孔及突起物，密密麻麻的，類似于“火山錐”狀結(jié)構(gòu)。而在這些小“火山錐心的微孔便是火花放電通道，溶液便是通過微孔與基體接觸并發(fā)生反應(yīng)的，熔融態(tài)物及等離子體的噴發(fā)而形成的通道[48]。在微弧放電產(chǎn)生大量熱量，使微區(qū)出現(xiàn)瞬間，在微孔周圍陶瓷層中的氧化物被不斷熔化又在電解液的冷卻下，迅速凝固在膜層并在相互結(jié)合使膜層增厚。隨著微弧氧化處理過程的進行，基體表面便形成這種結(jié)態(tài)的氧化陶瓷層[28]。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG661

【參考文獻】

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本文編號：2543027