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电参数、电解液及其交互作用对微弧氧化膜微观结构及耐蚀性的影响

微弧氧化膜是利用微弧氧化技术在镁、铝、钛及其合金表面原位生成的一层陶瓷质氧化膜,此膜层结构致密、耐蚀性好且与基体结合紧密。目前,针对微弧氧化成膜影响较为重要的电参数和电解液,众多学者进行了大量的研究并取得了显著的科研成果。但是,随着研究的不断拓展和深入,电参数和电解液对微弧氧化膜层微观结构和耐蚀性影响的研究结论出现了差异。这是因为多数研究是采用单一因素作为变量进行的,而微弧氧化膜层是多因素综合作用的结果,因素间可能存有不可忽略的交互作用。本文将电参数间的、电解液组分间的、电参数和电解液间的交互作用纳入实验设计,着重探究因素及其交互作用影响膜层微观结构及耐蚀性的机理,并最大程度地优化因素间搭配方案,为制得耐蚀性能更为优异的微弧氧化膜提供理论依据。首先制备两种具有典型微观结构的微弧氧化膜层,并研究这两种膜层分别在HNO_3介质和NaCl介质中的腐蚀特点。结果表明,膜层在HNO_3和NaCl介质中的腐蚀特点不同。膜层在HNO_3介质中  (本文共135页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州理工大学
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不同电源模式下电参数对AM60B微弧氧化膜的影响

微弧氧化(MAO)技术是通过电解液中的高压放电作用在轻金属表面形成陶瓷膜的一种新工艺,原位生成的膜层具有硬度高、耐蚀性好、绝缘性优良且与基体冶金结合力强,是镁、铝等阀金属及其合金进行表面改性的重要手段之一,极具前景。本文采用回归正交试验方法,利用自主开发的具有多种输出方式和伏安特性曲线的脉冲电源,以常见的压铸镁合金AM60B为基体材料,在硅酸盐电解液体系下进行处理,通过对膜层的厚度、宏观和微观表面形貌、截面形貌、耐蚀性进行检测分析,研究了电源模式、频率和占空比对微弧氧化膜层的影响。特别是,在恒电压下,建立电参数对不同响应值的显著性数学模型,并借助响应面法分析了频率、占空比及其交互作用对响应值的变化规律和趋势,对比研究了两种电源模式(M2和M1)下脉冲等效加载、相同加载三种条件下膜层性能异同。引入燃弧和熄弧,从微区反应解释频率和占空比组合对膜层性能带来的影响。M2模式下,对膜厚、点滴耐蚀性和腐蚀电流密度,频率和占空比及其交互作用影...  (本文共117页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州理工大学
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基于正交试验研究不同模式下电参数对AM60B微弧氧化膜的影响

采用硅酸盐电解液在AM60B镁合金表面制备微弧氧化膜。通过正交试验设计,以极差分析与方差分析方法研究频率、占空比及其交互作用对膜层厚度、点滴耐蚀性与电化学耐蚀性的影响顺序及影响的显著性。采用数字式涡流测厚仪、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析膜层的厚度、微观结构与物相。以点滴腐蚀法与动电位极化曲线来表征膜层的耐蚀性。引入熄弧时间与燃弧时间讨论了其影响规律和产生影响的原因。0:0模式下频率、占空比与交互作用对膜层厚度、点滴耐蚀性和电化学耐蚀性的影响顺序均为频率占空比交互作用。电参数对膜厚的优方案为(1800Hz,30%),厚度为20.71μm;对点滴耐蚀性的优方案为(1800Hz,40%),点滴腐蚀时间为149.1s;对电化学耐蚀性的优方案为(300Hz,20%),腐蚀电流密度4.549×10~(-9)A·cm~(-2)。0:0等效模式下,频率、占空比与交互作用对膜层厚度与点滴耐蚀性的影响顺序为频率占空比交互作用...  (本文共108页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏大学
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复合电解液中镁合金微弧氧化复合膜层制备及特性研究

本文采用微弧氧化技术(MAO)在恒流条件下在镁合金表面制备陶瓷膜层,并以陶瓷膜层的耐蚀性做为主要评价指标,对铝酸钠-硅酸钠复合电解液的组分、电源输出参数、电源工作模式进行了研究及优化,确定最佳优化参数,并在此基础上进一步研究了纳米碳化硅颗粒与微弧氧化技术复合膜层的制备工艺及特性。利用测厚仪、扫描电镜、XRD、能谱仪、显微硬度计研究了膜层厚度、显微结构形貌、相组成、膜层成分和硬度;利用摩擦磨损仪测试了膜层的耐磨性;在3.5%NaCl中性溶液中采用静态失重试验、极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)等方法测试膜层的耐蚀性能。结果表明:在铝酸钠-硅酸钠复合电解液中,镁合金微弧氧化膜层厚度及耐蚀性随着组分铝酸钠、硅酸钠、四硼酸钠、氢氧化钠、柠檬酸钠、丙三醇浓度的增加呈现出先提高后降低的变化趋势。铝酸钠、四硼酸钠为膜层耐蚀性的主要影响因素,铝酸钠、硅酸钠、四硼酸钠和丙三醇为膜层厚度的主要影响因素。经优化确定:铝酸钠9 g/L、硅酸钠15 g/L...  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州理工大学
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基于回归正交设计研究电解液对AM60B微弧氧化膜的影响

本文选用AM60B镁合金为基体材料,采用二次回归正交旋转组合设计方法改变Na_2SiO_3、NaOH和KF三组分间的浓度含量,经过微弧氧化技术制备不同电解液方案中的膜层,首先建立了膜层两大耐蚀性指标腐蚀电流密度(J_(corr))和点滴变色时间(Y_((Time)))的回归模型,通过方差分析检验及响应面图分析了电解液对微弧氧化膜的影响,并确定最优的电解液配方。其次,深入研究不同电解液中各组分的浓度配比对成膜过程、微观形貌、膜层厚度、物相组成以及耐蚀性的影响。研究的结果表明,基于二次回归旋转组合设计得到的腐蚀电流密度和点滴变色时间的耐蚀性试验结果的回归模型显著,失拟不显著,且各回归模型的拟合程度高、预测精度准。优化分析推测出各组分的最优浓度为:15g/L Na_2SiO_3+7.5g/L NaOH+3.5g/L KF,此时腐蚀电流可以达到1.66×10~(-9)A/cm~2,膜层的耐蚀性最佳。在硅酸钠、氢氧化钠和氟化钾组成的基础碱...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

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电解液与电参数交互作用对镁合金微弧氧化膜结构和性能的影响

本文在双极性脉冲电源模式下以AZ91D镁合金基体为研究对象,利用正交试验方案设计,研究了K2ZrF6、EDTA-Na、电压及它们之间的交互作用对镁合金试样在磷酸盐电解液体系下所制备的微弧氧化陶瓷膜层性能和结构的影响规律。通过TT260型测厚仪、点滴实验和电化学实验分别表征膜层的厚度、点滴实验耐蚀性和电化学测试耐蚀性,并利用SEM观察了膜层的表面以及截面形貌。研究结果表明,对于膜厚来说,电压的影响最大且非常显著,K2ZrF6和电压的交互作用的影响次之且显著,K2ZrF6、EDTA-Na及其交互作用和EDTA-Na与电压之间的交互作用的影响均不显著。对于点滴实验耐蚀性来说,电压影响最大,比K2ZrF6和EDTA-Na及各因素之间的交互作用的影响高出两个数量级,其中除了电压以外的因素都在一个数量级上,且电压、K2ZrF6和EDTA-Na及其之间的交互作用对点滴实验耐蚀性的影响都不显著。对电化学测试耐蚀性来讲,K2ZrF6、EDTA-N...  (本文共58页) 本文目录 | 阅读全文>>