能量輸出模式對(duì)鎂合金微弧氧化陶瓷層生長(zhǎng)過(guò)程的影響-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 dm2，300 A/dm2，400 A/dm2）其他參數(shù)不變。電源為金屬表面微弧氧化專用純方波窄脈沖直流電源，是一種高壓大電流輸出的特殊電源設(shè)備，采用電壓控、脈數(shù)(50~2 000Hz)和平均電(0~100 A)均可調(diào)節(jié)，平均電流的大小通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖的占空比來(lái)控制。由于微弧氧化過(guò)程中工件表面具有較高的氧化電壓并通過(guò)較大的電解電流，使產(chǎn)生的熱量大部分集中于膜層界面處，而影響所形成膜層的質(zhì)量，因此微弧氧化必須使用配套的熱交換制冷設(shè)備，使電解液及時(shí)冷卻，保證微弧氧化在設(shè)置的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行所以必須配備熱交換和制冷設(shè)備，可將電解液采用循環(huán)對(duì)流冷卻的方式進(jìn)行，既能控制溶液溫度，又達(dá)到了攪拌電解液的目的。二次電子信號(hào)被探測(cè)器收集 轉(zhuǎn)換成電訊號(hào)，經(jīng)視頻放大后輸入到顯像管柵極，調(diào)制與入射電子束同步掃描的顯像管亮度，得到反映試樣表面形貌的二次電子像。（2） 主要特點(diǎn) 采用冷場(chǎng)發(fā)射電子槍，具有電子束斑直徑小、束流強(qiáng)度大，可大幅度提高電鏡的分辨率，并配備有高性能X射線能譜儀(Oxford INCA)和數(shù)碼成像系統(tǒng)，在圖像分析的同時(shí)可對(duì)試樣成分進(jìn)行分析，并可給出成分的點(diǎn)、線、面分布，并給出數(shù)碼圖像。為了使得到陶瓷層的厚度更為準(zhǔn)確，對(duì)試樣兩面各取5個(gè)測(cè)量點(diǎn)，取10個(gè)點(diǎn)厚度的平均值作為陶瓷層厚度。（4）校準(zhǔn)的原則沒(méi)有覆層的校準(zhǔn)試樣與被測(cè)物的基材應(yīng)：成分相同，厚度相同有相同的曲率半徑，如被測(cè)面積小于儀器技術(shù)參數(shù)的要求（直徑約20mm以下），還應(yīng)有相同的被測(cè)面積。 可用于生產(chǎn)檢驗(yàn)、驗(yàn)收檢驗(yàn)和質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)。表31 峰值電流密度50A/dm2時(shí)厚度測(cè)量值脈寬（us）15306090厚度（μm）厚度隨脈寬的變化趨勢(shì)如圖33。圖35 峰值電流密度400A/dm2時(shí)厚度變化曲線從圖中曲線可以看出厚度隨脈寬增大而增加，厚度增加速度較快。 （31）式中Ia平均電流；V電壓；t時(shí)間。dm2)生長(zhǎng)單位厚度消耗能量隨脈寬的變化趨勢(shì)如圖38。取脈寬為15 us，峰值電流密度為50A/dm2，改變脈數(shù)，得到陶瓷層厚度的變化數(shù)據(jù)，見表36。脈數(shù)對(duì)微弧氧化陶瓷層表面形貌的影響下面我們來(lái)觀察脈寬對(duì)陶瓷層表面形貌的影響，我們?nèi)∶}寬為15 us不變，電流密度為50A/dm2時(shí)，改變脈數(shù)。表38生長(zhǎng)能量隨脈數(shù)的變化脈數(shù)550110016502200厚度（μm）能量（KJ）44單位能耗(KJ /μm以實(shí)驗(yàn)前的試樣為基準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)后試樣進(jìn)行厚度測(cè)量，所得數(shù)據(jù)如表310表310脈寬30us脈數(shù)550時(shí)的厚度值峰值電流密度（A/dm2）50100200300400厚度（μm）分析表33中數(shù)據(jù)，脈寬15us脈數(shù)550時(shí)，試樣上陶瓷層厚度隨峰值電流密度變化的趨勢(shì)如圖314。峰值電流密度對(duì)微弧氧化生成單位厚度陶瓷層消耗能量的影響在觀察峰值電流密度對(duì)生長(zhǎng)能量的影響時(shí)，我們?nèi)∶}數(shù)為550，脈寬分別取15 us， 30 us改變峰值電流密度，看生長(zhǎng)能量的變化。當(dāng)電流很大時(shí)，除氧化來(lái)不及發(fā)生而以熱能形式消耗外，電解質(zhì)也有一定電阻，也以熱能的形式向環(huán)境散失， 所以從節(jié)能的角度的考慮應(yīng)盡量減小峰值電流密度。由此，我們可以確定脈數(shù)為1100，脈寬為30μs的組合是微弧氧化較節(jié)省能量的一種參數(shù)組合。dm2；峰值電流密度為50 A/dm2時(shí)， KJ /μm隨著峰值電流密度的增大陶瓷層生長(zhǎng)速率增大，致密度明顯下降，生長(zhǎng)單位厚度的陶瓷層所消耗的能量明顯增多。dm2)6055040030110040015220040060550300301100300152200300605502003011002001522002006055010030110010015220010060550503011005015220050不同參數(shù)條件下進(jìn)行微弧氧化所生成陶瓷層厚度的變化趨勢(shì)見圖319。圖317 生長(zhǎng)能量隨峰值電流密度的變化然后，我們看脈寬為30 us，脈數(shù)為550時(shí)生長(zhǎng)能量隨脈數(shù)變化，數(shù)據(jù)見表313。峰值電流密度對(duì)微弧氧化陶瓷層表面形貌的影響下面我們來(lái)觀察峰值電流密度對(duì)陶瓷層表面形貌的影響，對(duì)在電參數(shù)為脈數(shù)550，脈寬15us，改變峰值電流密度分別為50 A/dm100A/dm200A/dm300A/dm400 A/dm2時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到的試樣分別在SEM下掃描各得到下面一組掃描照片，如圖316。dm2)生長(zhǎng)單位厚度消耗能量隨脈數(shù)的變化趨勢(shì)如圖313。在脈寬和峰值電流密度一定的情況下，每個(gè)脈沖所攜帶的能量是一定的，能夠熔化的金屬基體量也就一定，經(jīng)氧化生成的陶瓷層也大致相同。取脈寬為30 us，峰值電流密度為100A/dm2，改變脈數(shù)，得到陶瓷層厚度的變化數(shù)據(jù)，見表37。另一方面，隨著陶瓷層總厚度的增加每次微弧放電擊穿已生成的陶瓷層所消耗的能量增多，而這部分能量最終也經(jīng)電解液以熱能的形式消耗。表34脈數(shù)為550，峰值電流密度為50A/dm2的生長(zhǎng)能量隨脈寬變化脈寬（us）15306090厚度（μm）能量（KJ）單位能耗(KJ /μmA：脈寬，15 us； B：脈寬，30 us；C: 脈寬，60 us； D: 脈寬，90 us；圖36 脈數(shù)550；電流密度50A/dm2時(shí)不同脈寬下的掃描照片由圖36觀察可知：微弧氧化陶瓷層表面由眾多大小不一的熔化凝固包狀凸起和位于凸起中間的孔洞構(gòu)成,，~1μm；在脈寬為30us時(shí),微孔孔徑平均尺寸約為1~；當(dāng)脈寬為60us時(shí)，~；當(dāng)脈寬為90us時(shí)，微孔的孔徑基本上都在2μm左右。表32 峰值電流密度200A/dm2時(shí)厚度測(cè)量值脈寬（us）15306090厚度（μm）厚度隨脈寬的變化趨勢(shì)如圖34。圖31 微弧氧化起弧前試樣表面形貌圖32微弧氧化起弧時(shí)試樣表面形貌脈寬對(duì)微弧氧化陶瓷層厚度的影響脈寬是指單個(gè)脈沖持續(xù)放電時(shí)間，是微弧放電的時(shí)間。校準(zhǔn)薄片一般用三醋酸酯薄膜或經(jīng)苯酚樹脂浸漬過(guò)的硬紙。④電源控制 電池欠壓提示,停用2分鐘后及電池電壓過(guò)低時(shí)可自動(dòng)關(guān)機(jī)。也是研究材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系所不可缺少的重要工具。掃描電子顯微鏡的焦深比透射電子顯微鏡大10倍，比光學(xué)顯微鏡大幾百倍。試樣為塊狀或粉末顆 粒，成像信號(hào)可以是二次電子、背散射電子或吸收電子。新型電源的輸出范圍：平均電流08A，峰值電流密度0550A，電壓01500V，脈數(shù)5502500。 其示意圖如圖22所示。在材料學(xué)院微弧氧化實(shí)驗(yàn)室最新研制的微弧氧化上進(jìn)行微弧氧化實(shí)驗(yàn)，初始實(shí)驗(yàn)條件為：脈數(shù) 550，脈寬15us，單位面積峰值電流密度50A/dm2 。因此，系統(tǒng)研究鎂合金微弧氧化陶瓷層形成與生長(zhǎng)過(guò)程中的電量消耗機(jī)制、探討降低其電量消耗的技術(shù)原理顯得很有必要，這將為為低能耗微弧氧化專用電源的主電路設(shè)計(jì)、處理過(guò)程中電參量的輸出模式制定提供理論支撐。表11列舉了微弧氧化陶瓷膜層的應(yīng)用領(lǐng)域。俄羅斯在研究規(guī)模和水平上處于世界領(lǐng)先地位己取得了很多成果，在機(jī)理上提出了自己完整的理論，并且已經(jīng)開始在航空發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、紡織機(jī)械上進(jìn)行應(yīng)用。實(shí)際選用電解液時(shí)
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