微弧氧化电源波形实现与负脉冲作用分析

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1、微弧氧化电源波形实现及负脉冲作刖研究4．3负向电压的作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯374．3．1负向电压对微弧氧化膜层厚度作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯374．3．2负向电压对膜层表面形貌的作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯384．3．3负向电压对电流的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯384．3．4负向脉冲占空比对膜层厚度的作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．394．3负电压作用机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯394．

2、5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41第5章系统调试及工艺试验结果．．．．．425．1脱机调试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯425．1．1触发脉冲⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯425．1．2整流电路输出波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯425．1．3单片机输出脉冲⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．435．1．4EXB841输出脉冲⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯43

3、5．2联机调试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．445．3工艺试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯445．3．1试验材料的制备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯445．2．2负电压对微弧氧化膜层形貌的影响⋯⋯⋯：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯455．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．46结论。参考文献⋯⋯⋯⋯．致谢．．．⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯．．⋯⋯．．47附录A攻读学位期间发表的论文Ⅱ485l52硕十学位论文摘要

4、微弧氧化又称微等离子体氧化或阳极火花沉积，是一种新型的表面处理方法。利用此技术形成的表面膜层具有与基体的结合力强、硬度高、耐磨性、耐蚀性、抗热震性高、膜层电绝缘性好、击穿电压高等优异的物理化学性能。在材料表面处理领域中，微弧氧化技术正成为一个研究的热点。电源是微弧氧化技术制备陶瓷膜的关键设备，目前用微弧氧化方法处理金属表面，所用的电源大多为直流电源或单向脉冲式电源，本系统是在消除现有电源不足的基础上而设计的基于80C196KC控制的双端脉冲式变压变频微弧氧化电源。该电源是一种正负脉冲幅度、频率、占空比以及脉冲个数分别连续

5、可调的双极性大功率电源。本论文首先介绍了电源拓扑结构的设计。本电源在主电路设计方面，采用晶闸管整流和IGBT斩波相结合的方式，通过可控整流电路来调节输出电压的大小，利用斩波电路实现输出波形的控制，这种结构大大简化了电源结构和控制策略，减小了电源的体积。在控制方面，采用基于80C196KC与TC787相结合的硬件设计方案，通过TC787向整流电路输出触发脉冲，控制晶闸管的触发角，使输出电压连续可调；通过80C196KC向斩波电路发出驱动信号，控制IGBT的通断，达到控制输出波形的目的。并且讨论了负向电压对微弧氧化膜的作用，

6、施加负向电压后电流密度在镁合金微弧氧化过程中，比仅有正向电压时的更高，更平稳，这将会给镁合金表面陶瓷膜层的生长与发展带来有益的影响。通过负向电压的载荷能力，加大了电子电流密度，强化了微弧氧化反应中正向电压的作用，降低氧化膜层表面孔隙率，提高其平整度，有利于膜层的耐腐蚀性能的提高。关键词：微弧氧化；整流；斩波；IGBT；负电压微弧氧化电源波形实现及负脉冲作用研究AbstractMicro-arcOxidationwhichiSalsonamedasmicro—plasmaoxidationoranodicsparkdepo

7、sitionisanewmethodforsurfacetreatment．ThesurfacelayerwhichiSformedbythistechnologyhasexcellentphysical·chemicalfeatures，suchasexcellentbondingstrengthwiththesubstrate，highhardness，wearresistance，corrosionresistance，highthermalshockresistance，goodelectricinsulatio

8、nlayer,higherbreakdownvoltageandSOon．MoreandmorescholarshavebeeninterestedinthefieldofmaterialsurfacetreatmentforthetechnologyofMicro．arcOxidation．Thepowersour