發(fā)布時間：2022-01-09 06:46

　　本文針對微弧氧化過程中局部放電機制不清、溫度分布存在爭議、第二相粒子作用規(guī)律復雜等與微弧氧化膜層性能密切相關(guān)的研究難點,設(shè)計搭建了原位連續(xù)觀測系統(tǒng),通過膜層的組織結(jié)構(gòu)分析與耐蝕、耐磨性能評價,系統(tǒng)研究了鋁合金在Na2SiO3-Na5P3O10-CH3COONa電解液體系中的微弧氧化行為與機理。采用添加第二相顆粒的方法制備了微弧氧化/強化顆粒復合膜,利用組織結(jié)構(gòu)觀察和膜層分析等手段研究了微弧氧化/強化顆粒復合膜的成膜機理,對比分析了微弧氧化/（ZrO2和h-BN）復合膜的耐磨和耐蝕行為。結(jié)合理論分析,探討了微弧氧化過程中放電特征、微弧氧化復合膜層生長規(guī)律與機制,明確了高性能復合膜層制備的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù),主要研究結(jié)果如下:（1）原位連續(xù)觀測了微弧氧化過程中局部微弧放電行為,放電產(chǎn)生的高溫使基體金屬及其氧化物熔融甚至氣化,熔池中心為放電通道,隨微弧氧化過程進行,電解液中水蒸氣沿熔池通道逸出,熔融物體積增加。當熔融范圍達到膜層厚度時,氧化膜發(fā)生擊穿,在電解液冷卻作用下熔融物迅速凝固,由于電荷導通火花放電停止,熔池停止增大,其尺寸和與膜層厚度一致。受生長機制影響微弧氧化膜非層狀結(jié)構(gòu),無疏松層與致密... 

【文章來源】：北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２．１?ＭＡＯ過程中電壓弧光隨時間的變化??

微弧氧化／顆粒復合膜層生長機理與關(guān)鍵制備技術(shù)研宄??小孔隙大孔隙??陶瓷層陶瓷層氣泡２氣泡１??７：－：－??：＾?＾?．＊＃？■?＊ｗ?．．嫌．／?．嫌《ｗ．痛．’．ｗ?？ｊ＊＊．?ｗ．讀??ｆ基體?電解液３??邏??／?Ｉ?欲祕祕：幽‘撕似樣■?■—雜嫌娜》??辦撕?雜—??圖２．２陽極界面模型??－ｅｒ＾?—???????＾■＊－＾??＼?１??ｔ．??Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ：?Ｎａ２Ｓｉ０３＋Ｋ０Ｈ?Ｉ??ｆ?Ｘ°＼＼ｅｌＴ＼?１?）??ｇ?，，，?＜、，、、＇《＂，，，＂ｉ；？Ｗ，?？、＊’＜，?－＂＂?ｙ／＞？ｒ?，ｙｙ，Ａ＾ｙ?ｙ？?－，?＾?＾，，ｙ＾?＾?Ｖ＂，?？＂??Ｉ；?；；：Ｘ＇＾－?＇ｊｔ＾＾ｉｌＡｌｕｍｉｍ?ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?＾?Ｊ?＾，＇＜＇：Ｈｌ?＼??＇?－?＿＇?、？一?＇／；１＊￣＊＊＇４ｖ）??圖２．３鋁ＭＡＯ過程中的放電模型Ｍ??Ｃｈｅｎｇ等人［４３］通過研究Ａｌ－Ｃｕ－Ｌｉ合金在硅酸鹽電解液體系中的ＭＡＯ，發(fā)現(xiàn)了??第四類放電的存在（如圖２．４所示）。通過對膜層形貌和成分的研究，研究者認為??第四類放電發(fā)生在膜層中內(nèi)外層界面附近較大的孔洞內(nèi)。這類放電會引起膜層向內(nèi)??生長和增加膜層對桂酸根的吸收。同時Ｄ類放電和其它放電一起能夠加熱、軟化外??部膜層，以保證外部膜層可以被內(nèi)部膜層形成過程中產(chǎn)生的氣體壓力向外推移。??８??

?北京科技大學博士學位論文???Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?Ｓｉ－ｒｉｃｈ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ??＇?ａ?Ｂｙ＼?Ｅ?Ａ?Ｃ??ｉ?－?ＰａｎｃａｋｅＴ?Ｉ＂＇??Ｉ?｜?Ｐａｐｃａｋｅ?ｆ?Ｐａｎｃａｋｅ?１?，??＼，ｌ?ｙ?＾Ｘ，?（?Ｏｕｔｅｒ?ｌａｙｅｒ?＾?ｉ?＾??ＡＨＨＨＨＨｉｈｈｉｈｈｉｉｈｈｈｈｈｉｈｈｈｈｈｎｎｈｈｈｈｍｈｍｈｈＨＩＨＨＨＨＶ??圖２．４稀硅酸酸鈉電解液中改進的ＭＡＯ放電模型??Ｔｉｌｌｏｕｓ等［４４］通過膜層的疊加研宄了?２２１４－Ｔ６鋁合金微弧氧化膜層孔隙度的三維??分布，如圖２．５、２．６所示。??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??曙麗；??ｌｎｉｅｒｆａｃｅ?Ｌａｙｅｒ＾?／?＼??Ｓｕｂｓｉｄｅ??ｏｆ?ｓｕｂｓｔｒａｔｅ??圖２．５鋁合金微弧氧化膜層孔隙度的三維分布??■■??ｉ?１?ｒｍｆＭｇｆＷ?ｉｎｉｉａ４ａｈｋ�。。�？＾（Ｍｌｌ？ｌｊ??＇／?邏??圖２．６通過ＸＴＭ分析微弧氧化膜層平面圖??（ａ）疏松層（ｂ）疏松／致密層（ｃ）致密層（ｄ）致密層與基體交界處??楊巍等Ｍ將微弧氧化過程分為初期成膜和后期生長兩個過程。認為在初期成膜??過程中，電解液中的陰離子在電場力的作用下向陽極區(qū)附近移動，鋁合金作為活性??９??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3578174