不同电解液体系下Al合金微弧诱发的边界条件文献综述

 2021-09-25 20:22:01

毕业论文课题相关文献综述

一微弧氧化

1.1引言

微弧氧化Micro-arcOxidation简称MAO，又称等离子体微弧氧化（PMAO）、阳极火花沉积（ASD）等，它作为一种新兴的表面处理技术引起了人们的关注。微弧氧化的实质是[1]置于电解质中的铝镁合金工件，其表面生成的氧化膜受端电压的影响而发生火花放电现象，放电过程产生的微区高温高压条件使样品表层的铝镁原子与电解质中处于电离状态的活化氧离子反应，生成具有陶瓷结构特征的氧化铝、氧化镁陶瓷氧化层。等离子体的形成是由局部高密度丝状电流引发热电子发射，发射电子在局部强场作用下碰撞膜层表面的气体发生碰撞电离。其过程是[2]空间电荷在氧化物基体中形成、在氧化物孔中发生气体放电、膜层材料的局部熔化、热扩散、带负电的胶体微粒迁移进入放电通道、等离子体化学与热化学反应。

这种技术生成的陶瓷状氧化膜具有[3]结构致密、耐磨损、耐腐蚀、与基体结合牢固、电特性、抗高温冲击特性等特点，这些特点大幅度提高材料表面的性能。微弧氧化技术主要的影响因素有电解液组分、电压、脉冲频率、电流密度、占空比和氧化时间等，其中由于电解液组分是直接参与成膜的因素，对陶瓷膜性能的影响最大。

2.2微弧氧化的发展历史及现状

微弧氧化是一种较先进的金属表面处理方法，这一概念[4]最早提出是在20世纪50年代，70年代后由于微弧氧化技术以其工艺简单、膜层性能优异，且相较于传统的铬酸盐和阳极氧化处理方法，MAO具有对环境基本无污染等特点，因此吸引着众多的国内外研究人员对其进行关注与研究。俄罗斯最早对微弧氧化技术进行了较为系统的研究，并且一直在该技术研究方面占据领先地位。我国对微弧氧化技术的研究起步较晚，大约始于20世纪90年代初，目前对该技术仍限于研究阶段。

虽然MAO有诸多的优点，但它也有着其自身的技术缺陷，由于微弧氧化是属于高电压、大电流密度的工作过程，单位体积微弧氧化电能销耗大就变成了它的一大问题。所以解决微弧氧化能耗问题，实现低能耗微弧氧化已成为实现微弧氧化技术工业化中必须解决的问题。因此研究铝合金在不同电解液体系下微弧诱发的边界条件，通过比较不同条件下的能耗情况，并且对诱发临界条件下制得的膜进行性能和形貌分析，得出影响微弧诱发边界条件的因素，以此获得降低能耗及提高效率的方法，已经得到关注和研究。

二微弧氧化电解液种类

电解液在微弧氧化过程中的作用一方面是促使膜层具有良好的绝缘性能，维持微弧氧化放电的进行，另外一方面可以通过电解液中的相关粒子参与膜层反应,对微弧氧化膜层结构、性能等进行调制，且[5-6]微弧发生的必要条件是在样品表面形成具有一定阻抗值的沉积层是，而起弧前沉积层的元素组成为电解液中溶质元素的氧化物。因此，电解液的选择对于微弧氧化过程来讲十分重要。微弧氧化电解液分为酸性和碱性两大类，它们都可形成无定形氧化膜，但碱性电解液中阳极生成的金属离子及溶液中其它金属离子更容易转变为带负电的胶体粒子进入膜层[7]，从而调整及改变膜层的微观结构和膜的性能。所以微弧氧化工艺一般都选择碱性电解液体系。常用的碱性微弧氧化电解液体系有硅酸盐体系、磷酸盐体系、铝酸盐体系以及氢氧化钠(或氢氧化钾)等几大体系。图1为四种电解液体系微弧氧化膜的SEM图。试验结果表明，对于铝合金而言[8]，硅酸盐体系下的膜层厚度最大，铝酸盐和磷酸盐体系的差别不大，磷酸盐体系显微硬度下,最大其他两体系相差不大，其中表面光滑磷酸盐最好，铝酸盐，硅酸盐依次降低。近年来，在充分利用磷酸盐、铝酸盐和硅酸盐等电解液各自的优点的基础上，已开发出一系列复合溶液[9]，如硅酸盐-铝盐、硅酸盐-磷酸盐、铝酸盐-磷酸盐及铝酸盐-钼酸盐等体系。

剩余内容已隐藏，您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容！立即支付

以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章