本文選題：正交試驗 + 微弧氧化�。� 參考：《蘭州理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：本論文采用正交試驗設(shè)計及相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理,研究了電參數(shù)及電參數(shù)之間的交互作用對純鋁基體在硅酸鹽體系電解液中微弧氧化所得陶瓷膜層性能和結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。通過TT260測厚儀,點滴耐蝕實驗和電化學(xué)實驗來分別表征微弧氧化膜層的膜厚、點滴耐蝕性及電化學(xué)腐蝕電流值三個性能指標(biāo);利用SEM、XRD等材料分析方法,觀察了膜層的表面形貌和截面形貌,并檢測了膜層的物相組成。研究結(jié)果表明,電壓對膜層的厚度及點滴耐蝕性的影響最為顯著,比頻率和占空比及各電參數(shù)之間交互作用的影響高出兩到三個數(shù)量級。頻率次之,占空比對膜厚和點滴耐蝕性的影響不明顯,所以在分別考慮膜厚和點滴耐蝕性時,得出的最佳電參數(shù)搭配只在占空比的優(yōu)水平出現(xiàn)的差異是可以忽略的,而在綜合考慮膜厚和點滴耐蝕性時得出的優(yōu)方案和只考慮膜厚時得出的優(yōu)方案一致,均為電壓480 V、頻率700 HZ、占空比30%。電壓對腐蝕電流密度的影響略微顯著,主要是由于腐蝕電流密度受到很多因素的綜合影響,雖然在高電壓時膜層較厚但是由于致密性下降,導(dǎo)致在電化學(xué)實驗中氯離子會通過膜層中的擊穿微孔和裂紋等缺陷遷移,表現(xiàn)為腐蝕電流密度較大,耐蝕性較差;而在低電壓下膜層雖然較薄但有很好的致密性,阻礙了氯離子的遷移,導(dǎo)致腐蝕電流密度較小,耐蝕性好。所以在只考慮腐蝕電流密度及對膜厚和腐蝕電流密度綜合分析時確定的優(yōu)方案為電壓340 V、頻率2000 HZ、占空比20%。頻率對膜厚、點滴耐蝕性及腐蝕電流密度的影響均不顯著,但是對點滴耐蝕性和腐蝕電流密度的影響大于對膜厚的影響,這主要是由于頻率影響微弧氧化膜層的致密性,致密性越高則點滴實驗中的氫離子和電化學(xué)實驗中的氯離子都不容易在膜層中遷移,表現(xiàn)為耐蝕性好。但是對于點滴實驗,與氫離子發(fā)生反應(yīng)的微弧氧化產(chǎn)物量的多少才是影響點滴耐蝕性好壞的主要原因,低頻下膜層的生長速率要比高頻下的要快,氧化產(chǎn)物也就多,所以在考慮點滴耐蝕性時電參數(shù)的最佳搭配中頻率定為700 HZ,而在考慮電化學(xué)腐蝕電流密度時頻率定為2000 HZ。占空比對膜層的性能影響都不顯著,但對腐蝕電流值略有影響,主要是由于占空比越高膜層中的裂紋越多,電化學(xué)實驗中氯離子的遷移越容易,腐蝕電流就會越大,所以在只考慮腐蝕電流時占空比選擇低水平即20%,而在其它的最佳電參數(shù)搭配中選擇高低水平的占空比均可。電壓和頻率、電壓和占空比及頻率和占空比之間的交互作用對膜層的厚度、點滴耐蝕性及電化學(xué)腐蝕電流密度的影響都不顯著,但是略有影響。電壓和頻率的交互作用對腐蝕電流密度的影響比對膜厚和點滴耐蝕性的影響高出一個數(shù)量級,電壓和占空比的交互作用對三個指標(biāo)的影響在同一數(shù)量級上,頻率和占空比對膜厚和腐蝕電流密度的影響在同一數(shù)量級,但比對點滴耐蝕性的影響高出一個數(shù)量級。
[Abstract]:In this paper, the influence of the interaction between electrical parameters and electrical parameters on the properties and structure of ceramic coatings of pure aluminum matrix in silicate electrolyte is studied by orthogonal experimental design and corresponding data processing. Microarc oxidation is characterized by TT260 thickness gauge, dot corrosion testing and electrochemical experiments. The film thickness, corrosion resistance and electrochemical corrosion current value are three performance indexes. Using SEM, XRD and other material analysis methods, the surface morphology and cross section morphology of the film are observed and the phase composition of the film is detected. The results show that the voltage has the most significant influence on the thickness of the film and the corrosion resistance of the droplets, and the specific frequency and the duty cycle. The influence of the interaction between the electrical parameters is two to three orders of magnitude higher. At the second of the frequency, the influence of the duty ratio on the film thickness and the corrosion resistance is not obvious. Therefore, when the film thickness and the drop corrosion resistance are considered, the difference between the optimal electrical parameters and the optimal level of the occupying ratio is negligible, while the film thickness is considered in a comprehensive way. The excellent scheme and the excellent scheme only considered when the film thickness is considered, are the voltage 480 V, the frequency 700 HZ, the duty ratio 30%. voltage has a slight influence on the corrosion current density, mainly because the corrosion current density is influenced by many factors, although the film is thicker but compactness at high voltage. In electrochemical experiments, the chloride ion will migrate through the breakdown of micropores and cracks in the membrane, which shows that the corrosion current density is larger and the corrosion resistance is poor, while the film is thinner but has a good compactness at low voltage, which hinders the migration of chlorine ions, the corrosion current density is small, and the corrosion resistance is good. So only the corrosion resistance is good. Considering the corrosion current density and the comprehensive analysis of the film thickness and corrosion current density, the optimal scheme is the voltage 340 V, the frequency 2000 HZ, the duty ratio 20%. frequency has no significant effect on the film thickness, the corrosion resistance and the corrosion current density, but the effect on the corrosion resistance and the corrosion current density is greater than that of the film thickness. This is mainly caused by the effect of the corrosion resistance and the corrosion current density. The higher the density of the microarc oxidation film and the higher the density, the hydrogen ions in the experiment and the chlorine ion in the electrochemical experiment are not easy to migrate in the film, and the corrosion resistance is good. However, the amount of the micro arc oxidation products which reacts with the hydrogen ions is the main influence on the corrosion resistance of the drops. For reasons, the growth rate of low frequency lower layer is faster than that at high frequency, and the oxidation product is more, so the optimum intermediate frequency ratio of the electrical parameters is 700 HZ when considering the corrosion resistance, while the effect of the frequency of 2000 HZ. on the electrochemical corrosion current density is not significant, but the corrosion current is a little bit. It is mainly due to the more cracks in the higher duty cycle, the easier the chloride ion transfer in the electrochemical experiment will be, the greater the corrosion current will be, so the choice of the duty ratio is 20% at low level when the corrosion current is considered, and the voltage and frequency, the voltage and the voltage can be selected in the other best electrical parameters collocation. The interaction between the duty ratio and the frequency and the duty ratio has no significant influence on the thickness of the film, the corrosion resistance and the electrochemical corrosion current density, but it has a slight influence. The influence of the interaction of voltage and frequency on the corrosion current density is an order of magnitude higher than the influence of the thickness and corrosion resistance of the film, voltage and duty cycle. The effect of interaction on the three indices at the same order of magnitude, the influence of frequency and duty ratio on the thickness of the film and the corrosion current density at the same order of magnitude, but more than one order of magnitude higher than that of the corrosion resistance.

【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】：2016
【分類號】：TG174.4

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