微弧氧化脈沖電源與輔助電磁場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究.pdf

1、微弧氧化技術(shù)是一種在鋁、鎂、鈦及其合金等閥金屬表面原位生長(zhǎng)出陶瓷膜的表面處理技術(shù)，相對(duì)于陽(yáng)極氧化而言，生成的陶瓷膜具有與基體結(jié)合牢固、耐腐蝕、耐磨損、耐高溫和絕緣性好等一系列優(yōu)點(diǎn)。電源是微弧氧化處理工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，本課題以改善電源控制方式單一的問題和豐富微弧氧化工藝條件為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)不同的電流波形控制方式及電磁場(chǎng)對(duì)微弧氧化過程的影響進(jìn)行研究和探索，為膜層性能的進(jìn)一步提高和微弧氧化技術(shù)的推廣應(yīng)用提供技術(shù)支持。
　　針對(duì)研究的新要求，

2、設(shè)計(jì)了雙極性微弧氧化電源和電磁場(chǎng)發(fā)生裝置，所設(shè)計(jì)的電源不僅能夠?qū)崿F(xiàn)正負(fù)向幅值、頻率、占空比等電參數(shù)的靈活調(diào)節(jié)，還能在恒流模式下實(shí)現(xiàn)正負(fù)向瞬時(shí)值控制、正負(fù)向平均值控制及正負(fù)向組合控制四種電流波形控制方式。
　　研究了不同電流波形控制方式對(duì)微弧氧化過程及生成氧化膜層質(zhì)量的影響，對(duì)比分析了微弧氧化過程中電壓值及電流波形的變化規(guī)律。研究了電磁場(chǎng)環(huán)境對(duì)微弧氧化過程及膜層性能的影響。通過電化學(xué)工作站分析微弧氧化膜層的耐蝕性；借助金相顯微鏡和S

3、EM觀察陶瓷層表面和截面形貌；借助EDS和XRD檢測(cè)膜層的元素組成和相組成。
　　結(jié)果表明：在短時(shí)間微弧氧化試驗(yàn)中，負(fù)向波形控制方式對(duì)膜層性能影響較大。在長(zhǎng)時(shí)間微弧氧化試驗(yàn)中，不同電流波形控制方式對(duì)膜層厚度和硬度有顯著影響，其中，正向瞬時(shí)值控制負(fù)向平均值控制時(shí)膜層最厚且硬度最高。結(jié)合試驗(yàn)研究結(jié)果，分析了正負(fù)向脈沖在微弧氧化過程中的作用機(jī)理，從脈沖能量的角度解釋了不同電流波形控制方式對(duì)微弧氧化的影響。電磁場(chǎng)的引入可以加快膜層生長(zhǎng)速率