鎂合金微弧氧化過程控制與監(jiān)測系統(tǒng).pdf

1、微弧氧化是指利用弧光放電激活在陽極工件上發(fā)生的微等離子氧化反應，從而在材料表面生成一層強化陶瓷膜。主要方式是通過在工件上施加電壓，在一定電流密度下，致使在工件表面出現(xiàn)微弧放電、火花放電，使工件在溶液中承受高溫高壓，發(fā)生熱化學、電化學及等離子化學反應形成陶瓷膜，實現(xiàn)對工件表面的改性、強化。形成的膜層硬度高，具有良好的耐磨、耐腐蝕等特性，顯著提高工件的使用性能。
　　 根據(jù)相關的研究成果及實驗總結，針對微弧氧化過程提出了微區(qū)放電機理

2、和膜層生長機理。基于電弧理論提出的微區(qū)放電機理將一次獨立的微弧放電劃分為4個過程：電解、放電、氧化和冷卻。電解過程中水的電解產(chǎn)生以氧氣為主的混合氣體，氣體附著于陽極表面并承受電壓而電離，發(fā)生電弧放電；放電產(chǎn)生的高溫會引起附近金屬的氧化，金屬氧化反應產(chǎn)生的熱量會降低氣體電離能，使放電愈加劇烈。導電通道內(nèi)生成的氧化物噴出通道與溶液接觸，溫差使熔融物急劇冷卻形成收縮孔。一次微區(qū)放電能導致一個微區(qū)熱循環(huán)過程，該區(qū)域內(nèi)升溫快速而集中，并隨電弧熄滅

3、而轉入冷卻過程。在實際的實驗過程中發(fā)現(xiàn)隨著電源輸出電壓的增加，微弧氧化總是呈現(xiàn)明顯的3階段特征：陽極氧化、微弧氧化和大弧放電階段。
　　 微弧氧化實驗平臺上現(xiàn)有的過程控制系統(tǒng)以單片機AT89C52為核心，兩個單片機系統(tǒng)之間經(jīng)由20mA電流環(huán)串行異步通訊接口交換數(shù)據(jù)。在本設計中，通過RS232串行通訊接口實現(xiàn)上位機與下位機的連接，人機操作界面采用VB語言設計，界面友好、簡潔。系統(tǒng)在原有基礎上增加了對微弧氧化過程中各參數(shù)的監(jiān)測功能，