微弧氧化电源特性与参数对膜层性能与电能消耗影响

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1、微弧氧化电源特性和参数对膜层性能及电能消耗的影响871电源特性和电参数对膜层性能的影响层与基体紧密结合的致密氧化膜；而当电压过高时，形成的微弧氧化膜层结构比较疏松。1．1脉冲形式电压对铝、镁、钛的影响大致相同_2，随着电压微弧氧化电源的输出脉冲形式对膜层性能有重要的升高，膜层的厚度增加，显微硬度有所增加，弹性模的影响。文献[1o]对正向正弦波、正向矩形波脉冲和量、结合强度也随之升高。当电压升高到一定程度时，正负矩形波脉冲三种脉冲形式的作用进行了比较，文进入弧光放电阶段，膜层微观组织结构发生变化，表面献71

2、1]则比较了恒定电流、单向脉冲和正负向脉冲的微FLFL径增大，凹凸起伏变得明显，微孑L密度减小。这影响，结果都表明采用正负双向脉冲，生成的膜层致密时，虽然膜层厚度进一步增加，但膜层比较疏松，粗糙度高、硬度高、耐磨耐蚀性能更好。负脉冲对膜层突出度增大，耐蚀性、显微硬度都有所降低，因此存在着最的尖端部分有溶解作用，使膜层厚度减小，但负脉冲作佳电压值使膜层性能达到最优。另外，脉冲平均电压用时可以使阴离子扩散到阳极附近，使正脉冲作用时以及脉冲峰值电压都对膜层相组成有显著的影响引。氧化反应更加充分，因此，虽然膜层厚

3、度减小，但膜层1．4频率变得光滑、平整，粗糙度降低，耐蚀度提高，而且负脉冲目前的微弧氧化电源多采用脉冲电源，脉冲频率个数越多，膜层厚度越薄，表面粗糙度越低口引。正、负对膜层相组成、膜层微观组织结构以及膜层性能有较脉冲的电流密度比值也是影响膜层性能的重要因素，大影响。在固定占空比的条件下，改变频率实际上是当该值增加时，膜层的显微硬度、耐蚀性呈先增大后减改变单个脉冲的作用时间。当频率较低时，脉冲作用小的趋势，因而存在一个最优的电流密度比_1。时间长，微弧放电的持续时间相应也长，单脉冲放电能1．2电流密度量大]

4、，导致膜层表面微孔尺寸增大，致密层比例降一般认为，电流密度是微弧氧化过程中最基本也低，因而表面粗糙度增加，结合强度降低；当频率较高是最重要的电参数，它是决定氧化过程能否进行的重时，由于放电时间短、放电次数多，所以微FLFL径减小、要指标，是影响膜层性能和质量的决定性因素。钛、密度增加，粗糙度相应降低。在频率较低时，随着频率镁、铝合金在微弧氧化过程中，相组成都随电流密度变的增加，放电次数增多，膜层生长速率增大，当频率增化而变化引，一般随着电流密度增大，晶化程度不大到一定值时，虽然放电次数增多，但单脉冲放电时

5、间断提高。随着电流密度的增大，微弧放电能量增大，熔缩短，放电能量减小，过短的反应时间影响了反应的充融物增多，放电微：fL：fL径增大，因此氧化膜层生长速率分性，因而膜层生长速率开始下降。当脉冲频率大增大，膜层厚度随之增加，但粗糙度增大。氧化膜层都于4kHz时，其生长速率几乎与频率无关_8]。虽然随是致密层、疏松层双层结构，而膜层的性能主要取决于频率的升高，膜层总厚度降低，但膜层中致密层所占比致密层。随电流密度的增大，致密层的生长速率增大，例是逐渐上升的¨2。对于纯钛、铝合金，改变频率可但电流密度有一极值，

6、当超过此值时致密层生长速率以调整某些氧化物在膜层中的含量，从而可以改善膜减小，相应地膜层中致密层比例缩小口。同样，膜层层性能。的耐蚀性、硬度也有随电流密度升高而呈现先增大后1．5占空比减小的趋势[1。可以看出，对膜层性能而言，存在微弧氧化脉冲电源的占空比是影响基体表面放电着最佳电流密度，比较发现，利用不同的金属基体、不特征的重要因素。在保持脉冲频率一定的情况下，脉同的电解液体系，最佳电流密度值也存在差异l1。。冲占空比决定了单脉冲的放电时间。在恒压方式下，1．3电压随着占空比增大，脉冲放电强度增加，生长速

7、率变快，在微弧氧化工艺中，电源必须提供足够高的电压，反应更剧烈，微：fL：fL径增大，膜层表面粗糙度增加。特使工作电压突破法拉第区，以保证对膜层薄弱部位的别是在高频的情况下，占空比的影响更加显著。在恒击穿，进而产生微弧放电现象，因此所加的处理电压超流方式下，由于电流密度维持不变，虽然占空比增大，过氧化膜的临界电击穿电压是氧化过程得以进行的必增加了脉冲放电时问，但是电压却降低了，最终氧化膜要条件。采用不同的基体材料、不同的电解液体系，起的生长速率几乎不变，相同时问内制备的氧化膜厚度弧电压差别较大，加工钛时起

8、弧电压比加工镁时要高差异不大。当占空比过大时，膜层增长速度反而变百伏左右；电解液电导率越高，起弧电压越低]。当电慢，而且由于单脉冲能量过大易出现膜层的飞溅和烧压低于起弧电压时，膜层实际是一层钝化膜，膜层表面蚀现象。文献[27]认为在恒压方式下通过改变占空比呈半透明状；当电压高于起弧电压时，则出现微弧放控制氧化膜的形成更为有效，但文献[9]认为，采用恒电，在膜层表面形成大量相对均匀的微孔，内部形成一流氧化方式，涂层的生长速率比恒