能量输出模式对铝微弧氧化陶瓷层生长过程及能量消耗的影响

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能量输出模式对铝的微弧氧化陶瓷层生长过程有着非常重要的影响,选择合适的能量输出模式是降低微弧氧化能耗的关键。本文采用直流脉冲微弧氧化电源,利用峰值电流控制模式对单脉冲进行精确控制,分析不同能量输出模式下铝试样微弧氧化起弧和生长过程,研究能量输出模式对微弧氧化陶瓷层结构及耐蚀性的影响。采用涡流测厚仪测量陶瓷层的厚度、计算陶瓷层的生长速度;采用SEM观察陶瓷层表面和截面形貌;采用击穿电压评价陶瓷层致密度;采用电化学分析比较陶瓷层的耐蚀性。  研究表明:峰值电流密度提高,起弧时间缩短,起弧电压升高,起弧瞬间功率增大,起弧能量先减少后增加;陶瓷层生长的总能量上升,陶瓷层生长速率加快,单位厚度陶瓷层生长能耗上升,陶瓷层耐蚀性变好。脉宽增加,起弧时间缩短,起弧电压总体上降低,起弧瞬间功率基本不变,起弧能量先减少后增加;陶瓷层生长的总能量上升,陶瓷层生长速率加快,单位厚度陶瓷层生长能耗上升,陶瓷层耐蚀性先变好后变差。脉数增多,起弧时间缩短,起弧电压总体降低,起弧瞬间功率基本不变,起弧能量先减少后增加;陶瓷层生长的总能量上升,陶瓷层生长速率加快,单位厚度陶瓷层生长能耗趋于稳定,陶瓷层耐蚀性先变好后变差。  在等电通量条件下,不同能量输出模式下的试样起弧时间趋于稳定,随峰值电流密度增大起弧电压和起弧能量升高。在微弧氧化陶瓷层较薄时,增大脉宽可以提高陶瓷层生长速度,当达到一定厚度之后,提高峰值电流密度较大的能量输出模式可以提高较高的陶瓷层生长速度。降低峰值电流密度能够降低陶瓷层生长能耗,提高峰值电流密度能够获得致密度和耐蚀性更好的陶瓷层。
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