鎂合金微弧氧化陶瓷層形成和生長過程的能量消耗研究.pdf

1、采用恒峰值電流輸出模式脈寬、脈數(shù)獨立可調式型微弧氧化電源，以降低微弧氧化過程能量消耗為目標，研究不同電參數(shù)輸出模式對AZ31B鎂合金微弧氧化陶瓷層形成及生長過程的影響，探討微弧氧化臨界起弧所需的必要條件以及起弧能耗，分析不同電參數(shù)輸出下鎂合金微弧氧化陶瓷層生長過程中不同階段的生長速度及生長單位厚度的能量消耗，確定最佳的能量輸出模式。采用電化學工作站測定起弧瞬間所得膜層的阻抗值，通過渦流測厚儀測量微弧氧化陶瓷層的厚度，借助掃描電子顯微鏡(

2、SEM)觀察微弧氧化陶瓷層表面形貌。
　　研究結果表明:增大脈寬和增加脈數(shù)均可有效縮短鎂合金微弧氧化的起弧時間。在小峰值電流密度條件下，起弧能耗隨脈寬脈數(shù)的增大先減小后增大;在大峰值電流密度條件下，起弧能耗隨脈寬脈數(shù)的增大而增大。微弧氧化陶瓷層生長階段，陶瓷層生長速度隨脈寬脈數(shù)的增大而增大，其中固定脈數(shù)為500，生長單位厚度能量消耗隨脈寬的增大而增大，陶瓷層表面微孔孔徑明顯增大;固定脈寬為60μs時，在陶瓷層生長初期階段(0-5m

3、in)，脈數(shù)為500時單位能耗最小，在陶瓷層生長后期階段(5-10min和10-15min)，脈數(shù)為100時單位能耗最小。在相同脈數(shù)、脈寬條件下，隨著峰值電流密度的增大，陶瓷層生長速度增快且能耗升高。在等電通量條件下，固定脈數(shù)為100時選擇小脈寬大峰值電流密度以及固定脈寬為60μs時選擇大脈數(shù)小峰值電流密度都有利于縮短起弧時間并節(jié)省起弧能耗。固定脈數(shù)500不變，在陶瓷層生長初期(0-5min)和中期(5-10min)階段，脈寬最小時陶瓷