基于电压输出波形分析的镁合金微弧氧化负载特性的研究

摘要

本研究使用单极性脉冲电源在频率600Hz、占空比30%、正负脉冲比1:0的参数下使用硅酸盐体系电解质溶液进行实验，用 LCR测试仪测量不同阶段微弧氧化负载的等效阻抗、电阻、电容值，研究了不同面积下负载电特性的变化规律及不同电特性对电压波形的影响，建立了不同阶段的负载等效电路并利用Multisim软件进行了仿真分析，以验证模型的正确性。通过测量负载电特性发现，随着电压的升高负载的等效阻抗和电阻增大、电容减小，在起弧电压之前阻抗、电阻和电容的变化速率较快，由于在阳极氧化阶段生成的致密氧化膜层对电流的阻碍作用较强，微弧氧化阶段后生成的氧化膜层较疏松对电流的阻碍作用较小；由于面积的增大相当于增加了阳极的导电面积及等效电容两极板的相对面积,所以相同的电压下负载的面积越大等效阻抗和电阻越小、电容越大。随着微弧氧化的进行，负载的电特性不断地在发生变化，这种变化改变了电压波形特性。通过研究发现，负载的面积较小时，电压低于起弧电压时，电压波形趋于直流电压；电压高于起弧电压后，电压波形呈现出放电效应；随着负载面积逐渐增大，在起弧电压之前，电压波形就出现了放电效应。分析了不同阶段、不同面积时波形不同的原因，认为上述不同表象，是由于负载电特性和微弧放电通道数量不同而产生。通过波形分析，建立了两个阶段的负载电路模型，即起弧之前为RC串联电路、起弧之后为RC并联后再串联一个电阻R1的电路等效模型，应用Multisim软件仿真该模型对脉冲信号的响应输出，对比实际采集的波形和模型输出波形，二者一致，因此可以证明该模型可应用于微弧氧化负载分析，为今后微弧氧化负载特性的深入研究提供理论模型。

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附表索引

第1章 绪 论

1.1前言

1.2镁合金表面处理技术

1.3微弧氧化技术概述

1.4微弧氧化负载特性的研究进展

1.5本课题研究的目的及内容

第2章 实验材料与方法

2.1实验平台搭建

2.2实验材料、设备及试样的制备

2.3实验技术路线图

第3章 微弧氧化负载特性的研究

3.1负载电特性的研究

3.2负载等效电路模型的研究

3.3微弧氧化电压波形的分析

3.4小结

第4章 不同面积下负载特性的比较

4.1不同面积镁合金微弧氧化负载电特性分析

4.2不同负载面积电压波形变化分析

4.3负载等效电路模型的研究

4.4小结

结论

展望

参考文献

致谢

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