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《數(shù)理統(tǒng)計(jì)習(xí)題new》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、顆粒添加影響微弧氧化處理的研究進(jìn)展0概述微弧氧化是最近十幾年在陽極氧化基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)。它是將Al、Mg、Ti、Ta等有色金屬浸于一定的電解液中,進(jìn)行高壓大電流的陽極氧化,當(dāng)陽極氧化電壓達(dá)到火花放電電壓時(shí),由于在高壓下有大電流流經(jīng)鈍化膜界面,在巨大的熱能和界面化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)的相互作用下,電解質(zhì)中的某些組分會(huì)自溶液中析出,形成一層致密的非金屬陶瓷膜層。微弧氧化技術(shù)可以在鋁、鎂、鈦等金屬表面形成具有特殊功能的氧化膜層，達(dá)到提高材料耐蝕性、表面硬度、抗氧化性能，提高耐磨性等效果，具有以下特點(diǎn)。1)
2、原位生長特點(diǎn)。生長過程發(fā)生在放點(diǎn)微區(qū)，開始階段以對自然狀態(tài)形成的低溫氧化膜或成型過程形成的高溫氧化皮進(jìn)行原位結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化及增厚生長為主。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大約有70％的氧化層存在于鋁合金基體的表層。因此，樣品表面尺寸變動(dòng)不大。2)均勻生長特性。由于鋁、鎂氧化物的絕緣特性，在相同電參數(shù)條件下，薄區(qū)總是優(yōu)先被擊穿而生長增厚，最終達(dá)到整個(gè)樣品均勻增厚。3)氧化層與基體之間存在著相當(dāng)厚的過渡區(qū)，微弧氧化陶瓷層具有明顯的3層結(jié)構(gòu)分層，即表面疏松層、中間致密層和過渡層。4)通過改變丁藝條件和在電解液中添加膠體微粒可以很方便地調(diào)
3、整膜層的微觀結(jié)構(gòu)特征，獲得新的微觀結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)膜層的功能設(shè)計(jì)。5)微弧氧化處理工序簡單，不需要真空或低溫條件，前處理工序少；無污染、環(huán)保限制元素加入和無排放限制等；沒有必要精確地控制溶液的溫度，在45℃以下的溶液中可得到品質(zhì)良好的陶瓷層。6)對材料的適應(yīng)性寬，除鋁合金外，還能在zr、Ti、Mg、Ta、Nb等金屬及其合金表面制備陶瓷層，尤其是用傳統(tǒng)陽極氧化難于處理的合金，如銅含量比較高的鋁合金、硅含量較高的鑄造鋁合金和鎂合金等。由于微弧氧化膜的組成、結(jié)構(gòu)和顏色等性能均可通過改變?nèi)芤撼煞旨右哉{(diào)整,而且該技
4、術(shù)成膜速度快、工藝簡單、無污染、對電源設(shè)備的要求不苛刻,膜層具有耐磨、耐蝕、耐高溫等優(yōu)異的特點(diǎn)外，還可以根據(jù)不同的要求，制備出具有裝飾、磁電屏蔽、電絕緣等功能性膜層。因此該技術(shù)已成為國際材料研究的熱點(diǎn)之一，正日益受到人們的重視。1微弧氧化的作用機(jī)理微弧氧化機(jī)理的研究經(jīng)歷了一個(gè)從簡單到復(fù)雜，從定性到定量，從考察單一因素到綜合因素的過程。但微弧氧化陶瓷膜的形成過程是一個(gè)包含化學(xué)和電化學(xué)過程以及光、電、熱等作用的極其復(fù)雜的過程，因此其理論研究十分困難，到目前為止，尚無一種理論能很好地解釋所有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和全面描
5、述陶瓷膜的形成，因此，對微弧氧化機(jī)理的研究仍需進(jìn)一步探索和完善。Vijh[1]和Yahalot[2]等闡述了產(chǎn)生火花放電的原因，認(rèn)為在火花放電的同時(shí)伴隨著劇烈的析氧，而析氧反應(yīng)主要是通過電子“雪崩”來實(shí)現(xiàn)的?！把┍馈焙螽a(chǎn)生的電子被注射到氧化膜、電解質(zhì)的界面上引起膜的擊穿，產(chǎn)生等離子放電。T．BVan[3]等的研究指出放電現(xiàn)象總是在常規(guī)氧化膜的薄弱部分先出現(xiàn)，電子的“雪崩”總是在氧化膜最容易被擊穿的區(qū)域先進(jìn)行，而放電時(shí)產(chǎn)生的巨大熱應(yīng)力則是產(chǎn)生“雪崩”的主要?jiǎng)恿Α６砹_斯的Yahalom和Zahavi[33]
6、提出了機(jī)械作用機(jī)理。他們認(rèn)為，電擊穿產(chǎn)生與否主要取決于氧化膜與電解液界面的性質(zhì)，雜質(zhì)離子的影響是次要的。氧化時(shí)，膜層厚度增加，造成膜層中壓應(yīng)力增大，于是產(chǎn)生裂紋，電流從裂紋處流過，而局部裂紋中流經(jīng)的大電流密度將導(dǎo)致電擊穿。此外，局部的大電流密度產(chǎn)生大量的焦耳熱，促進(jìn)膜層局部晶化，從而產(chǎn)生更多的裂紋或提高膜層的離子或電子的導(dǎo)電性，有利于進(jìn)一步產(chǎn)生電擊穿。若存在雜質(zhì)離子，則更容易產(chǎn)生電擊穿。但是，Yahalom和Zahavi沒有能提出定量的理論模型，且不能完全解釋一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。S.Ikonopison[4]
7、首先用定量的理論模型提出了微弧氧化機(jī)理,建立了VB與溶液的電導(dǎo)率ρ和溫度T之間的關(guān)系：VB=αB+bBlgρ(1)式中：VB為擊穿電壓；ρ為溶液電導(dǎo)率；αB、bB為與基體金屬有關(guān)的常數(shù)。VB=αB+βB／T(2)式中：VB為擊穿電壓；T為溶液溫度；αB、βB為與電解液有關(guān)的常數(shù)。ALbella[34]在前人研究的基礎(chǔ)上，提出了放電的高能電子來源于進(jìn)入陶瓷層中的電解質(zhì)的觀點(diǎn)。他認(rèn)為電解質(zhì)分子進(jìn)入陶瓷層后，形成雜質(zhì)放電中心，產(chǎn)生等離子體放電，使氧離子、電解質(zhì)離子與基體金屬強(qiáng)烈的結(jié)合，同時(shí)放出大量的熱，使形成
8、的氧化物熔融、燒結(jié)而形成了具有陶瓷結(jié)構(gòu)的膜層。同時(shí)ALbella還完善了S.Ikonopison的定量模型，提出了擊穿電壓與電解質(zhì)濃度以及膜層厚度與電壓間的關(guān)系:VB=E/α{ln[Z/(αη)]－blnC}(3)式中：VB為擊穿電壓，E為電場強(qiáng)度，α、b為常數(shù)，Z、η為系數(shù)，0
