数理统计习题new

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1、颗粒添加影响微弧氧化处理的研究进展0概述微弧氧化是最近十几年在阳极氧化基础上发展起来的一项新技术。它是将Al、Mg、Ti、Ta等有色金属浸于一定的电解液中,进行高压大电流的阳极氧化,当阳极氧化电压达到火花放电电压时,由于在高压下有大电流流经钝化膜界面,在巨大的热能和界面化学、电化学反应的相互作用下,电解质中的某些组分会自溶液中析出,形成一层致密的非金属陶瓷膜层。微弧氧化技术可以在铝、镁、钛等金属表面形成具有特殊功能的氧化膜层，达到提高材料耐蚀性、表面硬度、抗氧化性能，提高耐磨性等效果，具有以下特点。1)

2、原位生长特点。生长过程发生在放点微区，开始阶段以对自然状态形成的低温氧化膜或成型过程形成的高温氧化皮进行原位结构转化及增厚生长为主。实验发现，大约有70％的氧化层存在于铝合金基体的表层。因此，样品表面尺寸变动不大。2)均匀生长特性。由于铝、镁氧化物的绝缘特性，在相同电参数条件下，薄区总是优先被击穿而生长增厚，最终达到整个样品均匀增厚。3)氧化层与基体之间存在着相当厚的过渡区，微弧氧化陶瓷层具有明显的3层结构分层，即表面疏松层、中间致密层和过渡层。4)通过改变丁艺条件和在电解液中添加胶体微粒可以很方便地调

3、整膜层的微观结构特征，获得新的微观结构，从而实现膜层的功能设计。5)微弧氧化处理工序简单，不需要真空或低温条件，前处理工序少；无污染、环保限制元素加入和无排放限制等；没有必要精确地控制溶液的温度，在45℃以下的溶液中可得到品质良好的陶瓷层。6)对材料的适应性宽，除铝合金外，还能在zr、Ti、Mg、Ta、Nb等金属及其合金表面制备陶瓷层，尤其是用传统阳极氧化难于处理的合金，如铜含量比较高的铝合金、硅含量较高的铸造铝合金和镁合金等。由于微弧氧化膜的组成、结构和颜色等性能均可通过改变溶液成分加以调整,而且该技

4、术成膜速度快、工艺简单、无污染、对电源设备的要求不苛刻,膜层具有耐磨、耐蚀、耐高温等优异的特点外，还可以根据不同的要求，制备出具有装饰、磁电屏蔽、电绝缘等功能性膜层。因此该技术已成为国际材料研究的热点之一，正日益受到人们的重视。1微弧氧化的作用机理微弧氧化机理的研究经历了一个从简单到复杂，从定性到定量，从考察单一因素到综合因素的过程。但微弧氧化陶瓷膜的形成过程是一个包含化学和电化学过程以及光、电、热等作用的极其复杂的过程，因此其理论研究十分困难，到目前为止，尚无一种理论能很好地解释所有的实验现象和全面描

5、述陶瓷膜的形成，因此，对微弧氧化机理的研究仍需进一步探索和完善。Vijh[1]和Yahalot[2]等阐述了产生火花放电的原因，认为在火花放电的同时伴随着剧烈的析氧，而析氧反应主要是通过电子“雪崩”来实现的。“雪崩”后产生的电子被注射到氧化膜、电解质的界面上引起膜的击穿，产生等离子放电。T．BVan[3]等的研究指出放电现象总是在常规氧化膜的薄弱部分先出现，电子的“雪崩”总是在氧化膜最容易被击穿的区域先进行，而放电时产生的巨大热应力则是产生“雪崩”的主要动力。俄罗斯的Yahalom和Zahavi[33]

6、提出了机械作用机理。他们认为，电击穿产生与否主要取决于氧化膜与电解液界面的性质，杂质离子的影响是次要的。氧化时，膜层厚度增加，造成膜层中压应力增大，于是产生裂纹，电流从裂纹处流过，而局部裂纹中流经的大电流密度将导致电击穿。此外，局部的大电流密度产生大量的焦耳热，促进膜层局部晶化，从而产生更多的裂纹或提高膜层的离子或电子的导电性，有利于进一步产生电击穿。若存在杂质离子，则更容易产生电击穿。但是，Yahalom和Zahavi没有能提出定量的理论模型，且不能完全解释一些实验现象。S.Ikonopison[4]

7、首先用定量的理论模型提出了微弧氧化机理,建立了VB与溶液的电导率ρ和温度T之间的关系：VB=αB+bBlgρ(1)式中：VB为击穿电压；ρ为溶液电导率；αB、bB为与基体金属有关的常数。VB=αB+βB／T(2)式中：VB为击穿电压；T为溶液温度；αB、βB为与电解液有关的常数。ALbella[34]在前人研究的基础上，提出了放电的高能电子来源于进入陶瓷层中的电解质的观点。他认为电解质分子进入陶瓷层后，形成杂质放电中心，产生等离子体放电，使氧离子、电解质离子与基体金属强烈的结合，同时放出大量的热，使形成

8、的氧化物熔融、烧结而形成了具有陶瓷结构的膜层。同时ALbella还完善了S.Ikonopison的定量模型，提出了击穿电压与电解质浓度以及膜层厚度与电压间的关系:VB=E/α{ln[Z/(αη)]－blnC}(3)式中：VB为击穿电压，E为电场强度，α、b为常数，Z、η为系数，0