微弧氧化电源及铝锂合金陶瓷膜层的制备

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1、---------------------------------------------------------------------------------------------------微弧氧化电源及铝锂合金陶瓷膜层的制备西北工业大学硕士学位论文姓名：刘一洋申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：赵志龙20070308两北Ｔ业大学硕十学竹论文摘要微弧氧化技术是一种在ＡＩ、Ｍｇ和Ⅲ等阀金属表面原位生成陶瓷膜的新技术。使用该技术制备的陶瓷膜层具有与基体结合牢固、硬度高、耐磨性好等优点，因而受到广泛关注，有巨大的市场前景。电源设备是微弧氧

2、化技术制备陶瓷膜的关键设备，本课题根据微弧氧化技术的工艺要求，成功研制出ＸＹＭＡ０１５型微弧氧化电源。该电源的输出模式为单向正方波脉冲，其频率在０—１ＫＨｚ、占空比在２０％一８０％范围内连续可调，幅值电压在５０Ｖ－５００Ｖ范围内连续可调，最大输出电流为３０Ａ。实际证明，该电源工作可靠、操作简单、参数调节灵活，能够很好的满足微弧氧化实验研究和小批量ＮＴ的要求。本文在第二章和第三章中详细论述了ＸＹＭＡ０１５型微弧氧———————————————————————————————————————————————------------------------

3、---------------------------------------------------------------------------化电源的设计流程。该电源采用调压电路和斩波电路级联的设计方案，其核心电路为调压电路和斩波电路：调压电路通过调节开关器件的占空比，控制输出电压；斩波电路通过调节开关器件频率和占空比，控制输出波形。电源的控制系统以Ｉｎｔｅｌ的８０Ｃ１９６ＫＣ微控制器作为控制核心，由单片机系统电路、键盘显示电路、脉冲驱动信号电路、外部中断保护电路等组成。为实现电源输出脉冲可调的要求，控制系统使用一路ＰＷＭ作为调压电路的脉冲驱

4、动信号，同时使用一路ＨＳＯ作为斩波电路的脉冲驱动信号。此外，对于电源的检测、保护电路和抗干扰措施也进行了介绍。利用该电源，本课题成功的在２０９０铝锂合金和２０９０＋Ｃｅ铝锂合金表面制备了微弧氧化陶瓷膜层。本文的第四章和第五章是对实验内容和结果分析的论述。本文实验选用ＮａＯＨ．Ｎａ２Ｓｉ０３电解液体系，使用“先恒流后恒压”电压电流控制法，在９００Ｈｚ的脉冲频率作用下，经６０ｍｉｎ处理可得到厚度为４５９ｉｎ的陶瓷膜层。实验研究表面：膜层厚度随着反应时间的延长基本呈线形增长；在更高频率的电脉冲作用下膜层的生长速率更快。使用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察，２０

5、９０铝锂合金陶瓷膜层与合金基体结合良好，具有致密层和疏松层两层结构；２０９０＋Ｃｅ铝锂合金微弧氧化陶瓷层膜层与基体的结合不十分理想，且没有明显的致密层和疏松层的分界。两种材料陶瓷膜层表面形貌均为多孔、不平状。此外，本文对陶瓷膜层界面的元素分布情况也作了分析。关键词：微弧氧化，电源，单片机，铝锂合金，陶瓷膜层———————————————————————————————————————————————-----------------------------------------------------------------------------

6、----------------------ＡＢＳＴＲＡＣＴＭｉｃｒｏａｒｃｏｘｉｄｅｌａｙｅｒｏｘｉｄａｔｉｏｎ（ＭＡＯ）ｉｓ矾ａｄｖａｎｃｅｄｃｏａｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｆｏｒｍｉｎｇｃｅｒａｍｉｃｏｎａｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅａｎｏｄｉｃｍｅｔａｌｓｕｂｓｔｒａｔｅ，ｓｕｃｈａｓＡＩ，Ｍｇ，Ｔｉｅｔｃ．ＴｈｅａｓｃｅｒａｍｉｃｆｉｌｍｆｏｒｍｅｄｂｙＭＡＯｈａｓｍａｎｙｕｎｉｑｕｅａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｓｕｃｈｇｏｏｄｗａｒｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｈｉ．ｇｈｔｈｅｒｍａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｓｏｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓａｒｏｓｅｄ

7、ｍｏｒｅａｎｄｍｏｌｅａｓｃｈｏｌａｒｓ’ｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｇ，ｈａｖｉｎｇｇｒｅａｔｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｐｏｔｅｎｔｉａｌ．Ｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｉｓｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｆｋｅｙ———————————————————————————————————————————————---------------------------------------------------------------------------------------------------ＭＡＯｐｒｏｃｅｓｓ．Ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ，ＸＹＭＡ０１５ｓｐｅｃｉａｌｐｏｗ

8、ｅｒｓｕｐｐｌｙｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｌａｂｏｒａｔｏｒｙ．Ｔｈｉｓｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｃａｎｄｉｓ