AZ91D鎂合金微弧氧化電參數(shù)與膜層性能的回歸分析研究.pdf

1、本論文分別采用單極性、雙極性兩種電源模式對(duì)微弧氧化工藝進(jìn)行探索研究。
　　 在單極性M2電源模式下，電參數(shù)除電壓外，其余電參數(shù)均取相同值，電解液取相同配方的硅酸鹽體系電解液。在預(yù)定的不同電壓下尋找達(dá)到相同膜層厚度的實(shí)驗(yàn)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)共分為兩組，第一組為制備25μm膜厚的實(shí)驗(yàn)，包括430V、440V、450V、460V、470V、480V、490V7個(gè)電壓;第二組為制備40μm膜厚的實(shí)驗(yàn)，包括465V、470V、475V、480V、4

2、85V、490V6個(gè)電壓。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明不同電壓下制得的25μm膜厚的各試樣的腐蝕電流、腐蝕電位不盡相同。其中450V對(duì)應(yīng)工藝的試樣膜層腐蝕電位最大，達(dá)到-1.2627V，單位面積腐蝕電流取對(duì)數(shù)值(log(Current/A·cm-2)為:-7.62A·cm-2為幾組工藝中耐腐蝕性最好的。440V對(duì)應(yīng)工藝的試樣膜層腐蝕電位最小，為-1.5704V，但是單位面積腐蝕電流取對(duì)數(shù)值(log(Current/A·cm-2))為-7

3、.09A·cm-2，說明440V對(duì)應(yīng)的工藝試樣膜層容易腐蝕，但是腐蝕劇烈程度較小。430V、460V、470V、480V、490V的幾組工藝Tafel曲線較為聚集，腐蝕電流和腐蝕電位都比較靠近，膜層耐蝕性能相近。對(duì)不同電壓下取得25μm膜厚的能量消耗與反應(yīng)電壓之間進(jìn)行回歸分析，得到能耗—電壓回歸方程為:y=5549921-34782.4x+72.68003x2-0.05063x3
　　 對(duì)不同電壓下取得25μm膜厚的反應(yīng)時(shí)間與反

4、應(yīng)電壓之間進(jìn)行回歸分析，得到反應(yīng)時(shí)間—電壓回歸方程為:y=1645390-10372.7x+21.80238x2-0.01528x3
　　 不同電壓下制得40μm膜層厚度的腐蝕性能并不相同。高電壓490V對(duì)應(yīng)工藝的膜層腐蝕電位最大，達(dá)到:-1.43V，單位面積腐蝕電流取對(duì)數(shù)值(log(Current/A·cm-2)為:-6.87A·cm-2，是幾組工藝中耐蝕性最好的。480V對(duì)應(yīng)工藝的膜層腐蝕電位在幾組工藝中第二大，達(dá)到:-1.

5、46V，單位面積腐蝕電流取對(duì)數(shù)值(log(Current/A·cm-2)為:-6.99A·cm-2，是幾組工藝中最小的，說明膜層腐蝕劇烈程度最低。465V、470V、475V、485V對(duì)應(yīng)幾組工藝腐蝕電位相近，分別為:-1.56V、-1.46V、-1.58V、-1.65V。單位面積腐蝕電流取對(duì)數(shù)值(log(Current/A·cm-2))分別為:-7.10A·cm-2、-7.16A·cm-2、-6.98A·cm-2、-7.04A·cm-

6、2，它們的耐蝕性較差。對(duì)不同電壓下取得40μm膜厚的能量消耗與反應(yīng)電壓之間進(jìn)行回歸分析，得到能耗—電壓回歸方程為:y=48080152-295431x+605.3087x2-0.41353x3
　　 對(duì)不同電壓下取得40μm膜厚的反應(yīng)時(shí)間與反應(yīng)電壓之間進(jìn)行回歸分析，得到反應(yīng)時(shí)間—電壓回歸方程為:y=16222300-100498x+207.5873x2-0.14296x3
　　 實(shí)驗(yàn)表明:兩組膜厚工藝條件下，取得相同膜厚

7、的微弧氧化反應(yīng)能耗都隨著電壓增大而單調(diào)降低。反應(yīng)時(shí)間也隨著電壓升高而單調(diào)遞減。這說明要達(dá)到相同膜層厚度，高電壓下具有時(shí)間短，能耗低的特點(diǎn)。
　　 在雙極性M1電源模式下，采取五元二次回歸正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)?？紤]的自變量電參數(shù)有:正電壓x1、負(fù)電壓x2、頻率x3、占空比x4、時(shí)間x5。以及交互作用x1x2、x1x3、x1x4、x2x3、x2x4、x3x4。因變量評(píng)價(jià)指標(biāo)有y1至y8共8個(gè)，分別為:膜厚/μm，能耗/KJ，點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)點(diǎn)滴液變

8、白時(shí)間/s，點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)點(diǎn)滴液全白時(shí)間/s，線性極化電阻取對(duì)數(shù)/Ω，腐蝕電流取對(duì)數(shù)A/cm2，腐蝕電位/V，重厚比mg/μm。擬合結(jié)果表明:膜厚與各電參數(shù)之間回歸方程為:y1=73.0018-0.1548x1-0.2224x2-0.016x3-2.2009x40.4517x5+6.0568(e-4)x1x2+2.4172(e-4)x12-2.956(e-5)x22+6.1942(e-6)x23+0.0466x24-0.0064x25

9、　　 能耗與各電參數(shù)擬合方程為:y2=3.347(e+3)-10.102x1-2.6205x2-0.0702x3-206.2579x4+0.0147x1x2+0.0215x12-0.004x22+1.2043(e-4)x23+4.4929x24+0.6166x25
　　 點(diǎn)滴液變白時(shí)間與各電參數(shù)擬合方程為:y3=450.4145-3.0563x1+0.5896x2-0.0073x3-3.379x4+0.8386x5-0.001

10、4x1x2+0.0054x12-9.0287(e-4)x22+4.1695(e-6)x23+0.0866x24
　　 因此點(diǎn)滴液全白時(shí)間與各電參數(shù)擬合方程為:y4=1.1182x5-3.8286x1+0.5321x2-0.0013x3-4.2003x4-0.0016x1x2+0.0067x12+7.9481(e-4)x22+3.5927(e-6)x23+0.0971x24-0.0025x25+574.9835
　　 線性

11、極化電阻與各電參數(shù)之間擬合方程為:y5=-0.0157x1+0.0132x2-3.2167(e-4)x3-0.0163x4+0.0154x5-3.4732(e-5)x1x2+2.3941(e-5)x12-2.7301(e-5)x22+1.5878(e-7)x23+6.6289(e-4)x24-4.1902(e-4)x25+7.2456
　　 腐蝕電流與各電參數(shù)之間擬合方程為:y6=0.0549x1+0.0067x2-0.0015

12、x3+0.6059x4+0.0474x5+1.8244(e-5)x1x2-7.8249(e-5)x12-9.9322(e-5)x22+5.6731(e-7)x23-0.0133x24-0.0011x25-22.1893
　　 腐蝕電位與各電參數(shù)之間擬合方程為:y7=-0.0035x1+0.0011x2+3.796(e-5)x3-0.0689x4-0.0039x5-4.5779(e-6)x1x2+5.1947(e-6)x21+8.

13、4554(e-6)x22-2.7295(e-9)x23+0.0013x24+1.0169(e-4)x25-0.0744
　　 重厚比與各電參數(shù)之間擬合方程為:y8=0.0094x1+0.0344x2+9.1641(e-4)x3+0.3776x4-0.0094x5-1.0493(e-4)x1x2-7.7883(e-7)x21+6.8113(e-5)x22-4.1859(e-7)x23-0.0076x24+1.3931(e-4)x2