Микродуговое анодирование алюминиевых сплавов в малоконцентрированном силикатно-щелочном электролите

• Автор: Кучмин, Игорь Борисович
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор. Микродуговое оксидирование —

новые возможности

1.1 Способы реализации процесса микродугового оксидирования

1.2 Модельные представления о МДО

1.3 Технологическое оборудование

1.4 Свойства покрытий, сформированных методом

микродугового оксидирования

1.5 Области применения

Глава 2. Методика эксперимента
2.1 Объекты исследования
2.2 Измерение толщины покрытия
2.3 Определение микротвердости
2.4 Измерение пористости покрытия
2.5 Рентгенографическое исследование структуры покрытий
2.6 Исследование химического состава покрытия и сплава
2.7 Методика исследования морфологии покрытия
2.8 Методика исследования вязкости электролита
2.9 Измерение проводимости электролита
2.10 Измерение pH электролита
2.11 Методика измерения плотности электролита
2.12 Качественная реакция с ализарином на наличие ионов
алюминия в составе раствора электролита
2.13 Скретч-тесты. Метод инструментального (измерительного) царапания
2.14 Исследование шлама
2.15 Методика изготовления шлифов

Глава 3. Изучение влияния физико-химических свойств силикатнощелочного электролита МДО на структуру и механические
характеристики покрытия, формируемого на алюминиевых сплавах
3.1 Результаты исследования физико-химических свойств
растворов
3.2 Результаты исследования покрытий
3.3 Результаты исследования шлама
Глава 4. Модельные представления
4.1 Модель взаимосвязи процессов протекающих на поверхности
детали при МДО
4.2 Динамическая модель развития плазменного образования
и механизм потерь массы покрытия
Глава 5. Технологические рекомендации по совершенствованию технологии МДО алюминиевых сплавов в силикатно-щелочном электролите
5.1 Обоснование выбора корректировки состава электролита
5.2 Обоснование выбора токового режима
Заключение
Используемые сокращения и обозначения
Список литературы
Приложения
Приложение 1. Таблица 3.1 Значения вязкости и плотности проб электролита
Приложение 2. Акт о внедрении рекомендаций по корректировке
состава электролита
Приложение 3. Акт о внедрении научно технических разработок
ВВЕДЕНИЕ
Микроплазмохимические электролитические процессы, и в частности микродуговое оксидирование (далее МДО) - весьма перспективное направление в технологии электрохимического формирования сплавленных и кристаллизованных оксидных покрытий. Работы по микродуговому оксидированию были начаты в США в 50-е, а в 70-е годы прошлого века - в СССР в Институте неорганической химии Сибирского отделения Академии наук СССР (г. Новосибирск). Были разработаны способы формирования декоративных, износостойких, теплоизоляционных и других функциональных покрытий и предложен ряд моделей МДО, которые на качественном уровне описывали механизм процессов, протекающих на поверхности обрабатываемой детали [1-11].
Развитие техники на современном этапе диктует новые требования к конструкционным материалам, в том числе к материалам со специфическими свойствами рабочих поверхностей. Для организации производства особое значение приобретают стабильность и воспроизводимость характеристик покрытий, а следовательно, выявление факторов, влияющих на структуру и свойства получаемых оксидных покрытий. Как долго обозначенный комплекс характеристик покрытия может обеспечиваться в ходе серийного производства в том или ином электролите - такие данные по процессам МДО практически отсутствуют. До настоящего времени нет ясного понимания механизма протекания процесса МДО. Теория процесса МДО не создана.
Существующие модели МДО не позволяют производить расчеты параметров процесса для получения покрытий с требуемыми характеристиками. Поэтому работы, направленные на накопление новых знаний, совершенствование модельных представлений о МДО и технологии процесса, являются актуальными.
Цель настоящего исследования - изучить процесс микродугового оксидирования алюминиевых сплавов в малоконцентрированном силикатнощелочном электролите и разработать рекомендации по повышению стабильности и длительности его работы.

Рентгеноструктурный анализ дает возможность определить, из каких фаз состоит образец. Одно и то же вещество может находиться в различных кристаллических модификациях, что также устанавливается по рентгенограмме. Качественный фазовый анализ базируется на точном определении положения и интенсивности линий дифракционных спектров. Различные фазы в кристаллах обладают не только разными свойствами, но и разной кристаллической структурой. От каждой фазы на рентгенограмме возникает свой набор интерференционных линий. Относительные интенсивности и определенные по рентгенограмме межплоскостные расстояния (d) называют рентгеновской характеристикой вещества. Самые сильные линии данного вещества называют реперными. По таким линиям обычно и выявляют фазы. Рентгенограммы многофазной системы представляют собой результат наложения рентгенограмм отдельных фаз, интенсивности которых пропорциональны количеству фазы в системе. Минимальное количество вещества, при котором еще заметны реперные линии, определяет чувствительность фазового анализа.
К достоинствам рентгеновского фазового анализа должны быть отнесены также высокая чувствительность и экспрессность метода. Метод не требует большого количества анализируемого вещества; фазовый анализ можно проводить без разрушения образца. Кроме того, метод позволяет оценить количество фаз в смеси.
2.6 Исследование химического состава покрытия и сплава
Исследование химического состава покрытия и сплава Д16Т выполнено методами энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного анализа (ЭДРФА) электронного микроскопа MIRA II (Рисунок 2.4).
Рентгенофлуоресцентный анализ — один из современных спектроскопических методов исследования вещества с целью определения его элементного состава. Метод рентгенофлуоресцентного анализа основан на сборе и