鎂合金微弧氧化膜厚的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型.pdf

1、鎂合金微弧氧化是一個(gè)在熱化學(xué)、等離子體化學(xué)和電化學(xué)的共同作用下，生成陶瓷層的復(fù)雜過(guò)程。各參數(shù)對(duì)鎂合金微弧氧化膜層的影響不明確。膜厚作為衡量微弧氧化膜層性能的一個(gè)最直觀且重要的指標(biāo)，它直接影響著微弧氧化膜層的硬度、耐磨、耐蝕等方面性能的好壞。而微弧氧化膜層的質(zhì)量只能通過(guò)穩(wěn)定微弧氧化的各個(gè)參數(shù)和微弧氧化完成之后的檢驗(yàn)來(lái)保證，其局限性顯而易見。而且由于微弧氧化的復(fù)雜性，給各參數(shù)對(duì)膜層質(zhì)量影響的研究帶來(lái)了困難。本文基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論建立各主要

2、參數(shù)對(duì)膜厚的映射模型，利用一些容易測(cè)得的量（電流、電壓、溫度等）來(lái)映射膜厚的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)膜厚的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，從而為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論在微弧氧化膜層質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控中的應(yīng)用提供一種途徑。論文工作主要包括以下內(nèi)容：
　　 在微弧氧化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基礎(chǔ)上，開展微弧氧化實(shí)驗(yàn)，通過(guò)分析微弧氧化不同階段的特點(diǎn)、火花放電的規(guī)律以及膜層表面形貌和組織結(jié)構(gòu)，結(jié)合相關(guān)理論提出了微區(qū)電弧放電機(jī)理和微弧氧化膜層生長(zhǎng)機(jī)理。為解釋微弧氧化各工藝參數(shù)對(duì)膜厚的影響規(guī)律提供了理論

3、上的依據(jù)。認(rèn)為隨著電源電壓的提高，微弧氧化過(guò)程總是呈現(xiàn)明顯的3階段特征：陽(yáng)極氧化、微弧氧化和大弧放電階段。陽(yáng)極氧化生成初始膜層，大弧放電則導(dǎo)致表面燒蝕、表面處理失效。在微弧氧化階段，隨時(shí)間延長(zhǎng)和電壓增加微弧氧化膜層生長(zhǎng)分為早、中、后3個(gè)時(shí)期，可由膜厚或成膜速率界定。早期存在大量的淺層導(dǎo)電通道，故放電弧斑小而多，其成膜速率較低；中期，淺層通道逐漸封閉，放電弧斑逐漸增大且變稀疏，此時(shí)成膜速率最高；后期將以深層導(dǎo)電通道放電為主，弧斑更大更少成

4、膜速率也隨之降低。并基于電弧物理理論提出的微弧氧化微區(qū)電弧放電機(jī)理和模型，將一次獨(dú)立的微區(qū)電弧放電劃分為4個(gè)過(guò)程：電解、放電、氧化和冷卻。
　　 基于提出的微區(qū)電弧放電機(jī)理和微弧氧化膜層生長(zhǎng)機(jī)理分析了微弧氧化膜厚的影響因素，主要受到電解液、電源輸出特性和處理時(shí)間幾個(gè)方面的影響。在大量微弧氧化實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上討論了各影響因素對(duì)膜厚的影響規(guī)律，并基于相關(guān)性分析結(jié)果，確定了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特征向量。
　　 以MALAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱為平臺(tái)