本文關鍵詞：微弧氧化掃描處理技術及應用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國高鐵建設大量使用鋁合金材料,如接觸網(wǎng)零部件、高鐵線路聲屏障等。在鐵路沿線的污染或潮濕區(qū)段,接觸網(wǎng)鋁合金部件存在明顯的腐蝕問題,給高鐵運營安全帶來安全隱患,因此,必須重視鋁合金服役中的防腐蝕問題。微弧氧化技術是一種直接在鋁、鎂、鈦等閥金屬表面原位生長陶瓷膜的新型綠色環(huán)保表面處理技術,分為浸入式和掃描式兩種。本論文針對接觸網(wǎng)用AlSi7Mg0.3鋁合金,開展掃描式微弧氧化制備工藝研究,并對掃描式和浸入式微弧氧化層的膜層特性進行了探討。取得以下研究成果：(1)研究了掃描速度對成膜效率、掃描陰極與基體間距離等對膜層特性的影響,確定了AlSi7Mg0.3鋁合金掃描式微弧氧化層的制備工藝。(2)掃描電鏡的分析結果表明,掃描式微弧氧化層為多孔結構,其表面形貌與浸入式微弧氧化層相似。掃描式微弧氧化層中微裂紋出現(xiàn)頻率更高,電流密度越大,膜層中產(chǎn)生裂紋的傾向越高。電流密度在10A/dm2以下時,膜層截面形貌良好,電流密度達到30A/dm2左右時,基體與陶瓷層發(fā)生斷裂。(3)XRD結果表明,相比于浸入式微弧氧化層,在掃描式微弧氧化層中α-Al2O3相的含量更高,(4)掃描式微弧氧化層的硬度具有外層高內層低的特點,外層硬度可達到1538.2HV。(5)掃描陰極與工件間的距離、陰極掃描速度影響膜層的耐腐蝕性能,距離5mm、掃描速度3mm/min時,膜層具有較好的耐蝕性能。(6)掃描式微弧氧化在處理過程中,輸出功率對電壓影響較小,穩(wěn)定在1200V左右,但其值及正負電壓差均高于浸入式微弧氧化。電流差基本無變化,維持在3.5-5A之間。(7)掃描式微弧氧化層在生長的初期僅生成γ-Al2O3相,在處理過程中后期才有α-Al2O3相生成,此外,膜層中還有一部分mullite相與Al2(SiO4)O。
【關鍵詞】：AlSi7Mg0.3 掃描微弧氧化 顯微硬度 耐蝕性能
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-24
• 1.1 課題的研究背景11-17
• 1.2 微弧氧化技術的發(fā)展現(xiàn)狀17-23
• 1.2.1 浸入式微弧氧化技術研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.2 掃描式微弧氧化技術研究現(xiàn)狀20-23
• 1.3 課題主要研究內容23-24
• 2 ALSI7MG0.3合金的掃描式微弧氧化工藝24-41
• 2.1 掃描式微弧氧化裝置設計24-26
• 2.2 實驗方法26-30
• 2.2.1 實驗材料26
• 2.2.2 微弧氧化設備26-28
• 2.2.3 微弧氧化工藝流程28-29
• 2.2.4 電解液體系29
• 2.2.5 交實驗設計29
• 2.2.6 陶瓷層分析手段29-30
• 2.3 掃描式微弧氧化電源30-32
• 2.3.1 直流電源測試31-32
• 2.3.2 交流電源測試32
• 2.4 工藝參數(shù)的影響32-37
• 2.4.1 陰極傳動速度的影響34-35
• 2.4.2 陰陽極間距離與電源檔位的影響35-37
• 2.5 陶瓷層疊加實驗37-40
• 2.6 本章小結40-41
• 3 浸入式與掃描式微弧氧化陶瓷層組織與性能對比研究41-57
• 3.1 陶瓷層生長速率41-42
• 3.2 陶瓷層微觀形貌42-48
• 3.2.1 表面形貌42-45
• 3.2.2 截面形貌45-48
• 3.3 陶瓷層組成分析48-53
• 3.3.1 陶瓷層的元素組成48-51
• 3.3.2 陶瓷層相組成51-53
• 3.4 陶瓷層顯微硬度53
• 3.5 陶瓷層耐腐蝕性能分析53-55
• 3.6 本章小結55-57
• 4 掃描式微弧氧化成膜機理57-73
• 4.1 掃描式微弧氧化弧光放電原理57-60
• 4.2 掃描式微弧氧化過程中化學與電化學反應60-63
• 4.3 掃描式微弧氧化中的電場電源特性63-70
• 4.4 掃描式微弧氧化的成膜分析70-72
• 4.5 本章小結72-73
• 5 結論73-74
• 參考文獻74-78
• 學位論文數(shù)據(jù)集78

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本文編號：300948