進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),航空發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,氣膜孔用以噴出冷卻氣體形成壁面氣膜來(lái)隔熱散熱,保護(hù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片在極端高溫下工作。下一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)為達(dá)到更高推重比和效率,高溫合金葉片上將設(shè)計(jì)為帶有熱障層（陶瓷覆層）的復(fù)合材料,傳統(tǒng)方式難以實(shí)現(xiàn)絕緣材料的氣膜孔加工。放電輔助化學(xué)加工（Spark Assisted Chemical Engraving,SACE）技術(shù)具有實(shí)現(xiàn)陶瓷熱障層的氣膜孔無(wú)損加工的可能性,本文對(duì)該工藝過(guò)程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究及探討。本文首先研究電解氣泡生成過(guò)程的理論模型,分析了氣膜形成的規(guī)律。利用高速攝像機(jī)觀察氣泡的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,研究了電源特性、浸液深度和電解液濃度對(duì)氣泡特性的影響。優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)參數(shù)并提出在電壓90V、浸液深度2mm、電解液質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%時(shí),氣膜能在加工過(guò)程中維持穩(wěn)定,有利于提高加工質(zhì)量。通過(guò)Comsol軟件建立了等粒子碰撞反應(yīng)模型,獲得了加工間隙和電極形狀對(duì)SACE加工放電的影響規(guī)律。搭建了掃描加工實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)并對(duì)加工間隙進(jìn)行了精確測(cè)定,研究了中空和實(shí)心圓柱電極對(duì)SACE掃描加工工藝的影響,綜合考慮了加工質(zhì)量和效率,選用中空電極掃描加工槽的質(zhì)量較高。最后使用... 

【文章來(lái)源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２?ＳＡＣＥ加工原理示意圖??－

輔助電極（陽(yáng)極）：４０ｔＴ－４ｅ＿＝２Ｈ２０?＋?０２?Ｔ??工具電極（陰極）：２Ｈ２０?＋?２ｅ－＝２０Ｈ＿?＋?Ｈ２Ｔ??隨著電解過(guò)程進(jìn)行，如圖１－３所示，工具電極表面產(chǎn)生的氫氣逐漸積累，附著??在電極表面的氫氣泡逐漸增多，累計(jì)到一定量以后，會(huì)在電極端部形成一層連續(xù)??的氫氣膜，并包裹電極端部形成絕緣相。絕緣相形成后，電極與電解質(zhì)溶液間存??在電壓差。由＝?可知，當(dāng)間隙ｄ極小時(shí)，氫氣膜內(nèi)存在很大的電場(chǎng)強(qiáng)度五，??若五超過(guò)臨界值，便會(huì)在工具電極表面產(chǎn)生放電，氫氣被放電擊穿后產(chǎn)生大量的??熱使得間隙內(nèi)溫度升高（最高溫度可高達(dá)ｉ〇〇〇〇°ｃ以上），并且由于高溫?zé)崤蛎洉?huì)??產(chǎn)生高壓。????ｊ?｜???ｍｍ?ｍｍ?ｍｕｍ?ｍｍ?ｍｍ?ｍｍ?ｍｍ?ｍｍ?ｍｍ?ｍｍ?ｔ＞??ｔ⑩ｍ／ｔ工具電極３！??Ｉ?１?；?１?、９?＆?｝?＊??囅堿溶液?｜?（ｊ）忘邊ｔ面＜ｇ）?ｊ?｜??＼?ｒ?＾?｜??Ｉ?Ａ溫Ａｆｆｉ—ｘ件材料被蝕除??ＭＡＭ?ｗｔｔｉｔ?ｍｊｌ－ｉｍ?ｗｔｔＭ?ｔｔｄｕｉｔ?ａＭｔｔｗ?ｄａｄｌ??圖１－３?ＳＡＣＥ加工原理電極內(nèi)部放大示意圖??Ｆｉｇ．?１－３?ＳＡＣＥ?ｍａｃｈｉｎｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｅｎｌａｒｇｅｍｅｎｔ??ＳＡＣＥ放電過(guò)程中擊穿氣體的瞬間高溫高壓條件（ｒ＊２ｘｌ〇４°Ｃ，Ｐ?＝?１００ＧＰａ），??能夠使大多數(shù)的絕緣材料熔化或汽化，讓陶瓷熱障層２１〇２與電解液ＮａＯＨ形成鋯??酸鹽的化學(xué)反應(yīng)成為可能［２４］。電解液內(nèi)發(fā)生綜合物理及化學(xué)的蝕除過(guò)程

出的經(jīng)驗(yàn)方程式，利用隨機(jī)模型搭配使用滲透理論（Ｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎ?Ｔｈｅｏｒｙ）的轉(zhuǎn)換，提??出了較完整的模型，來(lái)推導(dǎo)氣泡包裹電極的過(guò)程。??將圓柱工具電極表面劃分網(wǎng)格如圖１－４所示，每個(gè)網(wǎng)格代表氣泡可能產(chǎn)生的位??置，用黑色圓點(diǎn)表示有氣泡生成的地方，用ｐ表示網(wǎng)格中產(chǎn)生氣泡的概率，ｐ值的??大小與電壓和電流密度相關(guān)。隨著電壓增大ｐ值增大，相鄰的氣泡匯聚成“簇”，??電壓大于臨界電極值，電極表面的簇覆蓋率達(dá)到某固定值時(shí)，工具電極與電解液??之間近似絕緣，形成氣膜。將氣膜形成作為隨機(jī)放電過(guò)程的開始，使用滲透理論??建立了預(yù)測(cè)臨界電壓、電流和電阻的數(shù)學(xué)模型；與前人模型相比，優(yōu)點(diǎn)是能夠解??釋臨界電壓與電極幾何尺寸的相關(guān)性。同年，他們考慮電極釋放氣體量與電化學(xué)??產(chǎn)生的氣體量相等，又對(duì)其模型進(jìn)行了更新，該模型可以預(yù)測(cè)放電過(guò)程中的伏安??特性。??＿目．？丨ｎ關(guān)１??圖１－４氣膜形成的滲透模型［３８］??Ｆｉｇ．?１－４?Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｆｉｌｍ?ｆｏｒｍａｔｉｏｎ［３８］??２〇〇６年

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]氣膜冷卻孔熱障涂層SACE加工間隙優(yōu)化及掃描工藝實(shí)驗(yàn)[D]. 劉光.煙臺(tái)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3400264