為了提高鎂合金微弧氧化單次處理的表面積,加快技術的推廣與轉化,需要對生產工藝進行進一步的開發(fā)。而在實驗中發(fā)現(xiàn):由于工業(yè)生產中工件的表面積遠大于科研用的小試樣,二者的負載特性有明顯不同,因此負載適應性要求也不同。為了明確二者的負載特性區(qū)別,本文通過改變試樣表面積去研究負載特性、電弧狀態(tài)、膜層性能和膜層厚度的變化規(guī)律,并確定不同的負載特性與電源模式相匹配的問題。通過使用LCR測試儀和示波器對四種不同面積的試樣進行不同階段的等效電阻、等效電容和電壓、電流波形的采集,并同步使用高速攝像機對不同階段的電弧狀態(tài)進行拍攝,對比觀察其變化規(guī)律,分析不同電弧狀態(tài)對膜層表面結構的影響。將記錄的負載電壓波形的上升沿進行分析,并通過MATLAB軟件對下降沿波形進行擬合,分析電容性負載的放電時間常數(shù)。通過對電壓波形的分析后,建立負載等效電路,并通過Simulink對其進行仿真以及驗證。用測厚儀測量膜層厚度,用SEM對膜層截面和表面微觀結構進行拍攝分析,再對膜層進行耐蝕性能的檢測,并對比分析負載特性及電弧狀態(tài)對膜層性能的影響。試驗結果表明:通過對微弧氧化過程和電壓波形的分析,建立了兩個階段的鎂合金微弧氧化負載電路... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

等效電路

碩士學位論文9圖1.2微弧氧化等效電路其中R1表征電路中不變的電阻如導線電阻、試樣本身電阻和電解液電阻；C1是雙電層電容，雙電層是由金屬試樣與電解液界面、陰極極板與溶液雙側的游離電荷組成，R1和C1組成的是非法拉第過程；而R2、C2和R3組成法拉第阻抗，其中R2代表膜層的電阻，C2為電解液和膜層孔所構成的電容，R3是電化學反應生成的電阻，C2和R3表示與電化學反應有關的電極和電解液界面之間電荷轉移的相關量。AzamatR.Fatkullin等人[68,69]研究了正負脈沖電壓對PEO過程的表面特性和等效電路的影響，從記錄電壓和電流瞬態(tài)出發(fā)，并且用MATLAB擬合工具箱對瞬態(tài)進行逼近，得到函數(shù)，由得到的公式對波形的瞬態(tài)進行擬合。通過對涂層的形貌電瞬態(tài)的聯(lián)合分析，提出了不同的等效電路，并將原理圖中的各元件與微弧氧化涂層對應起來，如圖1.3（a）和（b）是較高的正電壓下的對應圖，圖1.3（c）和（d）是較低正電壓下的對應圖。圖1.3等效電路與膜層對應圖其中R1和C1代表微弧氧化膜層的多孔部分，有強烈的微放電在其中燃燒，而R2和C2為在膜層底部與基體界面處較薄的致密層。對于較低的正電壓，僅有R1和C1代表整個涂層，而這些元件的值隨時都在變化。并采用由電阻、電容、電感和理想二極管組成的二階非線性電路可以模擬PEO過程中電壓和電流的暫態(tài)過程。本課題組的陳明[32]、王鵬等人[70]通過對單極性以及雙極性輸出方式下的負載波形分析研究后，建立了如下圖1.4所示的負載等效電路模型。研究結果表明微弧氧化過程中

碩士學位論文9圖1.2微弧氧化等效電路其中R1表征電路中不變的電阻如導線電阻、試樣本身電阻和電解液電阻；C1是雙電層電容，雙電層是由金屬試樣與電解液界面、陰極極板與溶液雙側的游離電荷組成，R1和C1組成的是非法拉第過程；而R2、C2和R3組成法拉第阻抗，其中R2代表膜層的電阻，C2為電解液和膜層孔所構成的電容，R3是電化學反應生成的電阻，C2和R3表示與電化學反應有關的電極和電解液界面之間電荷轉移的相關量。AzamatR.Fatkullin等人[68,69]研究了正負脈沖電壓對PEO過程的表面特性和等效電路的影響，從記錄電壓和電流瞬態(tài)出發(fā)，并且用MATLAB擬合工具箱對瞬態(tài)進行逼近，得到函數(shù)，由得到的公式對波形的瞬態(tài)進行擬合。通過對涂層的形貌電瞬態(tài)的聯(lián)合分析，提出了不同的等效電路，并將原理圖中的各元件與微弧氧化涂層對應起來，如圖1.3（a）和（b）是較高的正電壓下的對應圖，圖1.3（c）和（d）是較低正電壓下的對應圖。圖1.3等效電路與膜層對應圖其中R1和C1代表微弧氧化膜層的多孔部分，有強烈的微放電在其中燃燒，而R2和C2為在膜層底部與基體界面處較薄的致密層。對于較低的正電壓，僅有R1和C1代表整個涂層，而這些元件的值隨時都在變化。并采用由電阻、電容、電感和理想二極管組成的二階非線性電路可以模擬PEO過程中電壓和電流的暫態(tài)過程。本課題組的陳明[32]、王鵬等人[70]通過對單極性以及雙極性輸出方式下的負載波形分析研究后，建立了如下圖1.4所示的負載等效電路模型。研究結果表明微弧氧化過程中

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]微弧氧化及其在鎂合金腐蝕防護領域的研究進展[J]. 崔學軍,平靜.  中國腐蝕與防護學報. 2018(02)
[3]鎂合金微弧氧化技術研究概況[J]. 姜迅,徐晉勇,高成,周逸群.  熱加工工藝. 2015(18)
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[5]鎂合金開發(fā)應用現(xiàn)狀及其發(fā)展策略[J]. 任朋立.  新材料產業(yè). 2014(04)
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[5]鎂合金微弧氧化微區(qū)電弧放電機理及電源特性的研究[D]. 陳明.蘭州理工大學 2010

碩士論文
[1]醫(yī)用鈦合金表面微弧氧化膜層制備工藝及性能的研究[D]. 李興照.長春工業(yè)大學 2016
[2]大面積鎂合金件微弧氧化配套裝置的探索[D]. 王財棟.蘭州理工大學 2011



本文編號：3410732