阳极氧化铝膜抗电强度的研究

实验研究电解液温度、草酸浓度、草酸-硫酸混酸浓度、电流密度及膜层厚度等因素对阳极氧化铝膜的抗电强度的影响.结果表明,随生长条件不同,阳极氧化铝膜的抗电强度在50~120 V/μm范围内变化.其中,电解液温度对抗电强度影响大,降低电解液温度有利于抗电强度的提高;电流密度对抗电强度的影响存在最佳值特征,低于该值时,氧化终止电压低,随之膜层抗电强度低,高于该值时,氧化电压随电流密度非线性上升,热功耗过大导致实际氧化温度上升,抗电强度降低;草酸电解液制备膜层的抗电强度高,并随草酸浓度上升而提高,微量硫酸添加均会导致抗电强度的下降;抗电强度随膜层厚度增加呈现先上升后下降的特征.1     

草酸阳极氧化法制备氧化铝薄膜的微观结构及性质

目的使用阳极氧化法在草酸电解液中制备出氧化铝薄膜并分析其微观形貌和结构,从而提高材料的抗腐蚀性能,使铝合金在生产生活中的应用更加广泛.方法以2024铝合金为阳极,铂丝网电极为阴极,采用阳极氧化法在草酸电解液中制备氧化铝薄膜.实验中使用了恒电流法和恒电位法条件下四种不同电化学参数,制备氧化铝薄膜.通过扫描电子显微镜观察不同实验条件下的氧化铝薄膜表面形貌,利用X射线衍射仪对氧化铝薄膜结构进行表征,采用粗糙度测量仪测量薄膜表面粗糙度.结果随实验时间和电流密度增加,样品的阳极氧化程度加深,当实验时间为4 000 s、电流密度为0.04 A/cm~2时,阳极氧化程度最深;在阳极氧化过程中采用不同的电流密度和不同的电压,产生的氧化铝薄膜形貌不同.结论采用草酸电解液阳极氧化法可以在铝合金样品表面制备出多孔氧化铝薄膜,该薄膜为晶态结构.     

双层模板电解加工工艺对LY12表面阵列微坑形貌的影响

针对铝合金(LY12)表面阵列微坑加工精度较低的现状,提出了采用双层模板电解加工铝合金(LY12)表面阵列微坑工艺.该工艺采用高电流密度的方法去除加工过程中的铝合金材料表面的点蚀现象,并使用非线性的硝酸钠溶液减小微坑的侧向腐蚀.通过对电流密度和电解液参数的合理优化,在铝合金工件表面得到形貌一致的阵列微坑.试验结果表明,在双层模板电解加工过程中,采用硝酸钠溶液作为电解液,并选取电流密度为25 A/cm2,可有效减小阵列微坑的侧向腐蚀,提高铝合金表面阵列加工的定域性.     

高电压下阳极氧化铝模板的快速制备

以0.3 mol/L草酸作电解液,采用高电压制备阳极氧化铝模板,可以提高制备速度.实验发现,模板的平均生长速度随着制备电压的增加成指数增加,在一定电压下,电流密度、电解液温度和模板的生长速度随时间先增加然后成对数衰减,所得模板的孔间距与制备电压成线性关系.     

多壁碳纳米管的太赫兹电磁场响应

采用Floquet散射方法,探讨外加太赫兹高频电磁场辐照下多壁碳纳米管的电子能态密度和重整化电阻.研究发现,在外场辐照场频率一定时,系统电子能态密度随着外场强度的增强先振荡上升后振荡下降,重整化电阻先迅速下降后振荡上升;当外场辐照场强度一定时,系统电子能态密度随着外场频率的增加先迅速上升至某一饱和值,然后缓慢振荡下降,重整化电阻先急剧下降至0.10,附近然后缓慢振荡上升.     

喷射电沉积镍枝晶的试验研究

采用自行设计的喷射电沉积设备制备了镍枝晶沉积物,考察了不同试验参数对枝晶生长过程以及生成的枝晶形貌的影响,根据计盒维数原理计算了枝晶图片的分形维数.结果表明:较高的电流密度有利于枝晶的形成;随电解液中镍离子浓度的增加,生成的枝晶明显变得稀疏,分枝减少;枝晶形貌由致密紧凑型结构向疏松弥散型结构转变;随电解液温度的增加,沉积层逐步致密化.镍枝晶具有明显的分形结构,分形维数随着电流密度的增加而增大,随着电解液温度的增加先增大后减小,随着镍离子浓度的增加而减小.     

TiN作SED阴极材料的可行性研究

阴极基板是表面传导电子发射显示器件(SED)中的关键部分。本文首次把价格便宜、自由能低、稳定性好的TiN用做SED的阴极材料,给出了传导电流If和发射电流Ia随器件电压Vf变化的关系,传导电流If随着器件电压Vf的升高,先迅速升高,再然后下降,最后缓慢上升;发射电流Ia随着器件电压Vf的升高先缓慢增加,然后快速上升。同时给出了样品的发光照片,证实了TiN作SED阴极材料的可行性。     

薄层电解液中气相缓蚀剂对碳钢腐蚀和缓蚀行为的影响

采用电化学极化曲线和电化学阻抗技术，研究了薄层电解液中碳钢的腐蚀行为和吗啉缓蚀剂对它的缓蚀作用．结果表明，300μm的薄层电解液下碳钢电极的阳极极化曲线和阴极极化曲线呈现扩散控制特征，其腐蚀速度比溶液中碳钢电极的腐蚀速度增加．薄层电解液中缓蚀剂的加入，降低了碳钢电极的电化学极化曲线上的阴极和阳极的扩散电流密度，使碳钢电极的电化学阻抗谱上出现感抗弧，表明缓蚀剂在碳钢表面发生了吸附，阻止了阴极还原的氧扩散以及阳极腐蚀产物的迁移．     

纯铝在氯化钠热水溶液中电化学行为的研究

通过电化学分析方法研究了经不同表面处理的纯铝在90 ℃下,3.5%氯化钠溶液中的电化学行为及特点.结果表明,经阳极氧化法处理后的纯铝的耐蚀性远优于未经任何处理的样品;对于经过阳极氧化处理的样品,沸水封孔的试样耐蚀性明显优于未封孔的试样;在相同处理时间,不同电流密度下,随着电流密度的增加,样品点蚀电位不断增加,试样的抗点蚀能力增强;在相同电流密度,不同处理时间下,试样的点蚀电位随时间的增加呈不断下降的趋势,表明点蚀容易发生.最终得到,在阳极氧化电流密度为2 A/dm2,时间为10 min的条件下,试样表面处理工艺最佳.     

多电极电解制备高铁酸盐及参数条件优化

采用自制多电极高铁酸盐电化学装置,运用单一变量法研究了多个电解条件对高铁酸盐生成的影响,并对电解条件参数进行优化。结果表明,电解液流动性有利于阳极OH^-的补充和氢气的外溢,有助于高铁酸盐的生成;电极板采用3阳极2阴极布置方式可提高电子传递效率和降低还原氢的分布,促进高铁酸盐的生成;极板间距可影响电路效率和析氢程度,进而影响高铁酸盐生成;电流密度适当增加可促进高铁酸盐的生成,而过高会导致析氧副反应增强,抑制高铁酸盐的生成;电解液温度的增加能够提高高铁酸盐生成速率,但也会降低其稳定性;电解液浓度增加促进高铁酸盐生成的同时,阳极钝化也会逐渐严重。采用多电极电解时最优极板间距为2 cm、电流密度55 mA/cm²、温度55℃、电解液浓度16 mol/L,在最优条件下高铁酸盐浓度为19 mmol/L,电流效率为66%。本次研究为进一步实现高铁酸盐多电极电解制备及应用提供了理论基础。     

钛表面制备多孔氧化膜的研究

以硫酸和磷酸为电解液,工业纯钛为阳极,不锈钢为阴极,恒电流阳极氧化的方式在钛表面直接获得TiO2多孔氧化膜,经过500℃热处理,促进氧化膜由非晶体向晶体的转变.采用扫描电镜和X射线衍射对阳极氧化膜的形貌和结构进行了分析,研究了电流密度、电解液种类以及浓度对TiO2多孔氧化膜形态和晶型的影响,并探讨了其形成机理.结果表明,以磷酸为电解液时钛表面仅生成锐钛矿相的TiO2,而以硫酸为电解液时钛表面生成锐钛矿和金红石两种晶相的TiO2.     

钛／羟基磷灰石涂层的电沉积过程及其结构特征

采用电沉积方法在钛金属基底上形成磷酸钙盐涂层,涂层经低温碱液处理获取羟基磷灰石涂层。研究了电流密度、主盐浓度、电解液温度、沉积电量、低温碱液处理对涂层表面形貌的影响,并用SEM、ZRD和IR对涂层的组成和结构进行分析。结果表明：电沉积磷酸钙盐涂层经低温碱液处理后得到纯的羟基磷灰石涂层,羟基磷灰石晶体呈针状结构;随电流密度、主盐浓度的增加,晶粒变粗,随电解液温度的升高,晶体发生变化,出现鳞片状结构;涂层质量随沉积电量的增加而增长。     

不锈钢微结构电解抛光工艺研究与试验

为提高304不锈钢微结构的电解抛光加工质量,开展了不锈钢的电解抛光工艺分析与试验.首先根据不锈钢在电解抛光液中的极化曲线检测结果分析,选定抛光的电流密度为2.2 A/dm2.其次,设计正交因素分析法试验,研究不锈钢在不同电流密度、温度、抛光时间等工艺参数下电解抛光后的表面质量.试验结果表明:随着电流密度增加,表面粗糙度呈现先减小后增大的趋势;温度及抛光时间对表面粗糙度的影响规律与电流密度类似.在影响表面粗糙度的三个因素中,电流密度影响最大,温度次之,抛光时间最弱.最后,利用最佳电解抛光参数组合,加工出高表面质量的不锈钢微结构.     

铝合金常温脉冲硬质阳极氧化工艺及氧化膜的微观组织分析

采用长周期（Ｔ＝１００ｓ）恒电流脉冲方波,２５～３０°Ｃ范围内,在锻铝合金ＬＤ３１上制取了厚度＞８０μｍ、显微硬度ＨＶ＞４００的硬质阳极氧化膜．阳极氧化膜的膜厚和显微硬度随电流密度的增加、阳极氧化时间的延长而增大,但电流密度和氧化时间超过一定值后显微硬度将下降．试样的显微硬度沿氧化膜由内向外逐渐降低．氧化膜显微组织观察及电子能谱（ＥＤＸ）成分分析表明,铝合金基体中的二次相在阳极氧化过程中会部分保留于氧化膜中,氧化生成复杂的化合物．扫描电镜（ＳＥＭ）观察及ＥＤＸ成分分析证明：氧化膜的局部烧蚀和裂纹形成与过高的电流密度、铝合金基体中二次相偏聚、阳极氧化膜中复杂化合物的形成以及电解液搅拌不均匀密切相关     

在半导体硅上电沉积及激光诱导电沉积镍薄膜

利用激光诱导电沉积实验控制和数据采集系统考察了Ｎｉ在ｐ－Ｓｉ上沉积和阳极溶出过程。结果表明半导体表面自然氧化膜和阳极钝化膜导致阴极反应过电位大幅度增加,反应电流下降,且钝化膜导致暂态电流上升迟缓,Ｎｉ阳极溶出实验表明薄膜由活性不同的两种相结合组成,在电沉积初期可获得由平均尺寸３００～６００ｎｍ晶粒构成了光亮度层,晶粒尺寸随镀层加厚,迅速变大,薄膜表面失去光泽。     

镁合金环保型阳极氧化工艺研究

采用Na284O7,Na2SiO3,有机羧酸盐及有机胺等组成的环保型碱性电解液,对AZ91D镁合金的阳极氧化进行了研究．实验结果表明：在这种无铬、无氟、无磷的环境友好电解液中,镁合金表面可形成一层光滑致密、具有较高硬度和优良耐蚀性的阳极氧化膜．探讨了电解液中各组分在成膜过程中的作用及电解工艺参数对成膜过程和膜层性能的影响,研究表明：Na284O7为促进成膜、增加膜层厚度的主要物质;Na2SiO3具有细化膜层、改善膜层耐蚀性的作用;有机羧酸盐可以有效提高膜层的硬度;有机胺可有效抑制阳极发生弧光放电．另外峰值电流密度、电解液温度以及pH值对成膜过程和膜层性能也有明显的影响．     

Al阳极氧化及涂膜后处理的微观组织及性能研究

为了提高铝的硬度及耐蚀性能,利用硫酸阳极氧化法对铝板材进行表面处理。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计和滴碱试验等对获得的氧化膜进行观察和性能分析。结果表明,铝硫酸阳极氧化膜具有多孔性,氧化膜主要以非晶态的形式存在,膜厚度处于5～19μm。随着阳极氧化时槽电压、电流密度和氧化时间的增加,氧化膜的厚度、耐蚀性和硬度增加;提高电解液温度和浓度,氧化膜的硬度、耐蚀性和厚度则下降。对氧膜化进行PTFE涂膜后处理能有效地改善氧化膜的多孔结构。     

基于极限学习机的微量溶解氧传感器优化研究

溶解氧浓度作为水质检测的重要指标，在环境监测、食品加工、电力电子等行业具有重要的应用。采用基于遗传算法优化的极限学习机算法，建立了电极长度和传感器的输出电流、响应时间之间关系的预测模型，优化了阳极与电解液的接触面积，验证了传感器的测量稳定性和精度。结果表明，当阳极与阴极的反应面积之比约为33时，传感器的残余电流小于0.2 μA，上升和下降响应时间均小于60 s；重复5次的实验结果表明，自制传感器具有较好的稳定性；与商用传感器相比，自制传感器测量的相对误差小于1%，表明其具有较高的测量精度。     

氧化锆陶瓷微尺度磨削表面质量试验研究

为提高氧化锆陶瓷零件微细加工过程中的加工表面质量,改善氧化锆陶瓷零件的使用寿命,采用0.9 mm磨头直径、500#磨粒的微磨棒对氧化锆陶瓷进行微尺度磨削三因素五水平正交试验.首先通过极差和方差分析,研究了磨削参数影响氧化锆陶瓷表面质量主次因素;其次优化出获得较低表面粗糙度值的工艺参数组合;最后通过单因素试验研究氧化锆陶瓷磨削表面粗糙度随磨削参数的变化规律.结果表明,磨削参数对表面粗糙度影响顺序依次为:磨削深度、进给速度、主轴转速;当主轴转速v_s=40 000 r/min,进给速度v_w=20μm/s,磨削深度a_p=3μm时,表面粗糙度最小;表面粗糙度随主轴转速增大呈先下降后上升的趋势,随进给速度和磨削深度的增大而增大.     

核电管板错齿BTA深孔加工的孔壁表面完整性研究

目的 提高核电管板错齿BTA深孔加工孔壁表面质量。方法 通过实验探究核电管板深孔加工孔壁表面粗糙度、显微硬度、残余应力随钻削进给量、钻削转速和钻削深度的变化规律,并揭示他们之间的内在影响机制。结果 随钻削进给量的增大,孔壁粗糙度增大,显微硬度先减小后增大,残余压应力先增大后减小;随钻削转速的增大,孔壁粗糙度减小,显微硬度和残余压应力均增大;随钻削深度的增大,孔壁粗糙度增大,显微硬度减小,残余压应力先减小后增大。结论 得出的BTA深孔加工孔壁表面完整性随钻削参数的变化规律,为精密深孔钻削工艺参数优化及加工孔质量控制提供了科学依据。