微弧氧化电源的研究现状

微弧氧化是一种新型的表面处理方法,正成为材料表面工程技术领域的一个研究热点.微弧氧化电源是制约该技术发展和应用的关键因素之一,直接影响微弧氧化膜层的性能.目前,采用不对称的交流或双向不对称脉冲工作模式的电源是微孤氧化技术的重要发展方向.介绍了微弧氧化电源的发展情况和国内微弧氧化电源的研究现状,简要概括了国内研制的包含有双向不对称脉冲输出功能的几种典型电源型式,并对两级逆变式电源和其他型式的电源进行了比较.     

多功能微弧氧化电源的研制

介绍一种微弧氧化专用高压电源的硬件组成和软件结构．该电源具有恒流或者恒压两种工作方式，有交流、脉冲和直流波形可供选择，阴、阳极电压幅值均在0～1000V内连续可调，脉冲宽度和频率也在较大的范围内连续可调：该电源还对阴极电压、电流，阳极电压、电流，脉冲宽度和频率进行数字化显示，并可通过上一级计算机对微弧氧化过程中电压和电流随时间的变化情况进行实时监测。     

镁合金微弧氧化陶瓷涂层的研究进展

镁合金微弧氧化陶瓷涂层具有较好的耐蚀性能。文中综述了镁合金微弧氧化涂层的种类和研究现状,展望了功能性陶瓷氧化膜研究的发展趋势。     

微弧氧化电源及驱动电路设计

微弧氧化是镁合金表面处理的一种新方法,微弧氧化电源是这种方法的决定性因素之一,功率模块IGBT的触发是电源的核心.传统的触发模块有EXB841,M57959L,由于二者适用范围,及电性能的要求使其不适合触发大功率IGBT,所以我们选用了大功率触发模块2SD315A.文章介绍了在镁合金表面进行微孤氧化的电源原理及2SD315A在电源中的应用.     

镁合金表面微弧氧化技术研究进展与展望

综述了镁合金微弧氧化技术的研究现状,介绍了微弧氧化生成膜层的机理,电解液、添加剂以及电参数对氧化膜层性能的影响,不同后处理对膜层的改善作用。探讨了镁合金微弧氧化技术今后的发展趋势。     

双极性微弧氧化脉冲电源加工LY12铝合金工艺试验研究

利用自行研制的双极性微弧氧化脉冲电源对LY12铝合金进行了微弧氧化加工试验研究,并对不同形式的脉冲--正脉冲、正负交变脉冲以及正向正弦波脉冲加工生成的氧化陶瓷膜进行了膜厚度和膜硬度的比较.研究发现,同单纯的正向脉冲电源和正向正弦波脉动电源加工的工件相比,用双极性微弧氧化脉冲电源加工的工件氧化陶瓷膜的厚度大,与基体的结合紧密,膜的硬度高,说明双极性微弧氧化脉冲电源具有较好的成膜特性,并对双极性脉冲电源中负脉冲对生成氧化膜的作用机理进行了分析.     

基于PLC的微弧氧化电源控制系统研制

基于可编程序控制器（PLC）研制了微弧氧化电源智能控制系统,系统人机通讯良好,不仅实现了电压、电流以及过程控制,更重要的是利用PLC内部和外接电路协调作用实现了PLC的脉冲宽度和频率控制,实现了恒流、恒压脉冲精确控制,以及工作模式的自动转换等功能,使得微弧氧化工艺过程优化和膜层控制成为可能。     

工艺参数对镁合金微弧氧化陶瓷膜色度的影响

通过正交试验获得适合于镁合金表面微弧氧化深色陶瓷膜处理的新型溶液配方,进而研究了不同工艺参数对陶瓷膜色度的影响;利用XES,XPS对陶瓷膜成分、结构进行分析,探讨了不同色度陶瓷膜层显色机理.结果表明,在N1-N2-C-N3体系中膜层色度随浓度、电压、电流密度、温度增加而变深.当浓度比为50：15：3：5,55：30：4：20时可获绿色和棕色系列膜层.电压在350～450 V,电流密度2.7～8 A/dm2,温度35～45℃时可获得色度均匀、光滑的深色理想膜层,但电压、电流密度过大、温度过高会导致膜层质量不高.膜层色度变化主要是由膜层中钒的氧化物含量不同所致.     

基于镁合金微弧氧化膜层的腐蚀实验研究

本文主要通过微弧氧化工艺优化了AZ31B镁合金的腐蚀性能。在硅酸盐电解液里边,通过改变微弧氧化频率、占空比、电流密度、微弧氧化时间做了四因素三水平的正交实验,发现当频率为1000Hz、占空比为20%、电流密度为1.2A、时间为10min时,膜层自腐蚀电位最低。相较于镁合金基体,自腐蚀电位增加了522mV,极大的降低了镁合金自发性腐蚀的倾向性,因此提高了AZ31B镁合金的耐蚀性。     

AZ91D镁合金微弧氧化过程中熄弧的初步探讨

镁合金的比重比铝合金还小,但是它的能量衰减系数大,而且具有优秀的电磁屏蔽等优点,作为2l世纪理想的电子产品外壳材料而广为人知。采用AZ91D型镁合金作为试验材料,比较了镁合金在2种熄弧方式下微弧氧化的现象及其表面性能。结果表明：自然熄弧和强制熄弧状态下电弧的形态有明显的区别。发展方向主要表现为自然湮灭圆弧向周围发展,强制熄灭弧主要向纵深发展;2种熄弧方式对膜厚影响不大;自然熄灭电弧获得的陶瓷膜粗糙,表面有白色斑点、孔,有时会导致工件报废,而强制熄弧状态下形成的膜层表面相对光滑,陶瓷膜与基板紧密结合,性能良好。     

脉冲频率对钛合金微弧氧化膜的影响

采用交流微弧氧化法于NazSiO3和Na3PO4的混合溶液中,在Ti6Al4V钛合金表面制备了氧化物陶瓷膜;研究了脉冲频率对氧化膜厚度、表面形貌、物相组成和耐腐蚀性能的影响.结果表明:随着脉冲频率的增高,氧化膜的厚度逐渐减小,氧化膜表面的孔径尺寸减小,微孔数量逐渐增多;氧化膜主要由锐钛矿相和金红石相两种TiO2组成,当脉冲频率低于500 Hz时,频率对氧化膜各相含量的影响不明显;当脉冲频率超过500 Hz时,随着频率的增高,氧化膜中金红石相TiO2的含量稍有增加;表面覆盖氧化膜的Ti6Al4V钛合金在30%硫酸中的耐腐蚀性能比表面未覆盖氧化膜的有明显提高.     

冷却时间对AZ91D镁合金微弧氧化的影响

在新型带放电回路脉冲电源下研究冷却时间对AZ91D镁合金微弧氧化的影响。结果表明,随着冷却时间的延长,起弧电压逐渐升高,膜层的成膜速率先增加后减小,腐蚀率先减小后增加;随着冷却时间的延长,膜层表面大尺寸的熔融物数量减少,孔隙增加,表面粗糙度增加;随着冷却时间的延长,孔隙率下降,膜层的耐腐蚀性提高。因此,镁合金微弧氧化过程中冷却时间要控制在2.5~3 ms,即频率取333~350 Hz,占空比14%~17%。     

试验次数对AZ91D镁合金微弧氧化的影响

在硅酸盐体系中,研究了试验次数对微弧氧化起弧电压和终止电压以及膜层微观结构和性能的影响,并初步探讨电解液老化的原因。研究表明,随着试验次数的增加,起弧电压、终止电压、膜层厚度、粗糙度、膜层的微观结构及其宏观质量的变化各不相同;电解液的老化与沉淀的出现有关。     

镁合金微弧氧化过程中熄弧方式对膜层性能的影响

在镁合金微弧氧化过程中存在一种气体持续燃烧,造成工件失效、报废的现象。为了解决这一问题进行了氧化过程中电弧控制的研究。自然熄弧和强制熄弧是电弧熄灭的两种方式,比较了两种电孤的现象,并讨论了两种熄弧状态下得到的微弧氧化陶瓷层的性能。结果表明：自然熄弧状态下得到的陶瓷膜粗糙,表面有孔洞,导致工件失效;强制熄弧状态得到的膜层表面光滑,陶瓷膜与基体结合紧密。     

AZ91D镁合金微弧氧化低能耗的电解质配方研究

利用自制微弧氧化装置在铝酸盐体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理.采用多重正交试验,从考察膜层厚度、单位能耗和耐蚀性出发,确定了AZ91D镁合金在铝酸盐体系中的最佳工艺参数.结果表明:在最佳电解质配方下,处理过程工作电压约在120 V,电流密度可以低到0.5 A/dm2,生长1 μm陶瓷涂层的单位面积能耗仅为456 W/(m2·μm).微弧氧化膜呈多孔结构、孔径较小,裂纹较少,分布均匀,膜层较为致密;微弧氧化膜由MgO和MgAl2O4组成;处理后AZ91D镁合金样品的腐蚀电流密度为0.014 μA/cm2,比未处理合金降低了接近3个数量级.     

电解液中稀土含量对镁合金微弧氧化陶瓷涂层结构和性能的影响

采用微弧氧化法并在电解液中添加稀土硝酸铈在镁合金表面制备,采用XRD、SEM和电化学工作站对涂层的显微组织及性能进行了分析。实验结果表明,稀土含量影响涂层的性能,电解液中硝酸铈含量为0.003 mol/L时,陶瓷涂层较为均匀,突起物较小,孔洞较为细密,膜层质量相对较好,且有较高的耐蚀性能.     

AZ91镁合金表面微弧氧化膜微观结构的TEM表征

在硅酸盐碱性电解液中,以AZ91镁合金为基体采用恒电流控制模式制备出微弧氧化陶瓷薄膜,采用透射电镜对微弧氧化膜的微观结构进行了分析,并测试了相关性能。结果表明:镁合金在以硅酸盐溶液为主的电解液中进行微弧氧化形成的产物主要是纳米晶MgO和MgAl2O4,并且形成了少量的非晶态物质和一定比例的较粗大MgO、MgAl2O4和MgSiO3晶粒,但这些粗大晶粒尺寸也在100~300 nm之间;形成的晶粒之所以如此细小主要是由于微弧氧化过程是一个快速烧结和快速冷凝的过程;制备的氧化膜在中性盐雾36 h后的腐蚀率小于0.09 g.cm-2.d-1,而显微硬度在1 000 HV以上。     

氢氧化钠电解液中铝合金的微弧氧化

叙述了在NaOH电解液中进行铝合金表面微弧氧化处理。经微弧氧化制备的铝氧化膜，厚度可达80μm，显微硬度可达HV1200。通过X射线衍射（XRD）分析和扫描电镜（SEM）分析观察可知，铝合金氧化膜层相结构为α-Al2O3和γ-Al2O3，膜层与铝基体结合良好。通过热分析（TG、DSC）可知，此工艺制备的氧化膜有很好的热稳定性。     

AZ91D镁合金在硅酸盐体系下微弧氧化配方的优化

微弧氧化是一种先进的表面处理工艺。该技术具有工艺简单、清洁无污染、膜层均匀致密，材料适应性宽等特点，得到的微弧氧化膜既具备普通阳极氧化膜的性能，又兼有陶瓷喷涂层的优点，突破了传统的阳极氧化技术，是镁合金阳极氧化的重点发展方向，其中工艺参数特别是电解液的组成和浓度对微弧氧化膜结构和性能影响方面的研究具有极其重要的作用。本文采用4因素3水平的正交实验，从考察耐腐蚀性、膜层厚度和致密性出发，确定了AZ91D镁合金在硅酸盐体系下微弧氧化电解液的优选配方，并研究了在此配方条件下生成微弧氧化陶瓷膜的微观形貌和相结构。     

工艺参数对不同尺寸镁合金微弧氧化陶瓷层厚度的影响

研究了电流密度、溶液浓度对不同尺寸镁合金MB8微弧氧化陶瓷层厚度的影响。研究表明,较大面积镁合金试样的陶瓷膜厚度及粗糙度,随电流密度的变化趋势,与小试样一致,但变化幅度较小;本实验条件下,最佳电流密度应控制在2 A/dm2左右;在相同浓度下,大面积使用镁合金试样得到的陶瓷膜层较薄,应增大为原来的2~3倍。