Эффективные микроразряды и новые способы нанесения покрытий на изделия из алюминиевых сплавов

• Автор: Жаринов, Павел Михайлович
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

1.1. Возможные механизмы возникновения микродуговых разрядов, перемещающихся по поверхности рабочего электрода.

1.1.1. Первые представления о возможном механизме реализации микродуговых разрядов

1.1.2. Электрический микропробой слабых мест оксидного покрытия

1.1.3. Микропробой газовых пузырей или парогазовой фазы.

1.2. Краткое описание основных опубликованных в научной литературе механизмов роста микродуговых покрытий на поверхности алюминиевых сплавов.
1.3. Предлагаемые способы получения микродуговых покрытий на поверхности изделий сложной геометрической формы, в том числе и крупногабаритных.
1.3.1. Способы получения микродуговых покрытий на поверхности изделий сложной геометрической конфигурации при их полном погружении в электролит до начала проведения процесса МДО
1.3.2. Способы получения микродуговых покрытий на металлической поверхности крупногабаритных изделий

ЧАСТЬ 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

Глава 2. Исследуемые материалы и экспериментальная установка

2.1. Характеристика образцов.

2.2. Экспериментальная установка.
2.3. Электрические режимы проведения МДО алюминиевых сплавов в электролитах с различным содержанием ТЖС
2.4. Методика нанесения микродуговых покрытий на крупногабаритные пластины
Глава 3. Методика определении толщины, состава и свойств микродуговых покрытий
3.1. Методика определения толщины микродуговых покрытий.
3.2. Количественная оценка элементного состава переходного слоя микродуговых покрытий
3.3. Методика оценки защитнокоррозионной способности микродуговых покрытий.
3.4. Измерение пробивного напряжения покрытий и протяженности сквозных пор.
3.5. Оценка сквозной пористости микродуговых покрытий.
3.6. Методика расчетов параметров покрытия и эффективных микроразрядов, формирующихся за один анодный иолупериод
3.7. Измерение микротвердости микродуговых покрытий.
3.8. Методика определения смачиваемости микродуговых покрытий различными жидкостями
3.9. Определение адгезии покрытий к металлической основе
ЧАСТЬ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
Глава 4. Влияние изменения концентрации ТЖС на кинетику и механизм роста микродуговых покрытий, их свойства
4.1 Выбор оптимального состава электролитов для получения микродуговых покрытий с заданными функциональными свойствами
4.2 Об изменении основного механизма роста микродуговых покрытий с увеличением концентрации ТЖС в водном растворе
Глава 5. Дополнения к модельным представлениям о механизме роста микродуговых покрытий в результате экзотермического окисления дна
каналов микроразрядов и осаждения 8Ю
5.1. Эффективные микроразряды
5.2 Влияние катодной составляющей тока на кинетику роста микродуговых покрытий на поверхности алюминиевых сплавов в электролитах с относительно небольшим содержанием ТЖС.
Глава 6. Новые способы получения микродуговых покрытий на поверхности изделий сложной геометрической формы, в том числе и
крупногабаритных.
6.1. Экспериментальное установление эффективного способа получения защитнокоррозионных микродуговых покрытий на крупногабаритных изделия
6.2 О механизме локального роста микродуговых покрытий на
крупногабаритных изделиях
6.3. Технология получения микродуговых покрытий на изделиях для нефтяной промышленности
ВЫВОДЫ.
Список литературы


Началом исследования в области мпкродугового оксидирования алюминиевых сплавов слсдуег считать работы американских ученых У. Нейла и Л. Л Грасса, опубликованные в х годах прошлого века , . Вместе с тем. МДО алюминиевых сплавов , 9, , , знание которого необходимо, чтобы управлять этим процессом и стабильно получать на их поверхности покрытия с высокими функциональными свойствами. Адм2 в анодный полупериод должна сформироваться пленка толщиной не более 0, нм. Вместе с тем, параметры решетки а и уАЬОз , с1, нм и а0, нм соответственно. МДО алюминиевых сплавов невозможно. Усовершенствованные модельные представления о механизме протекания процесса МДО способствовали бы разработке новых способов получения покрытий с заданными функциональными свойствами на поверхности изделий сложной геометрической формы, в том числе и крупногабаритных. В связи с этим основной целью данной работы являлось совершенствование модельных представлений о механизме протекания МДО алюминиевых сплавов, в основе которых лежит экзотермическое окисление металлического дна каналов микроразрядов, осаждение на поверхность и втягивание в каналы микроразрядов оксидов после плазмо и термохимических преобразований соответствующих химических компонентов электролита, в частности технического жидкого стекла. ЧАСТЬ 1. Глава 1. Первые исследования в области возникновения разрядов на электроде были проведены русскими учеными Слугиновым Н. П. и Колли Р. В , посвященных изучению вторичных явлений при электролизе Слугинов Н. П. выделил свечение 1го и го рода. Установлено, что свечение 1го рода впоследствии названного гальванолюминисценцией легче образуется на гладком аноде при замыкании цепи его погружением в электролит. При этом возле анода наблюдаются струйки жидкости и отсутствие пузырьков газа. Свечение Иго рода легче образуется на катоде при большой плотности тока малом погружении электрода в электролит, при этом слышен особый треск, сопровождаемый отскакиванием от электрода почти по горизонтали пузырьков газа. Он отметил некоторое сходство между свечением в электролитах и вольтовой дугой свет ярче, если анод более летуч, чем катод, а температура анода выше, чем катода. Установлено, что электролит возле светящегося электрода не касается его поверхности, окруженной слоем пара, а ток проходит через пар в виде искр. Исследование спектра свечения го рода показало присутствие линий Нз, металла электрода и металлов солей электролита . При изучении свечения в электролитах впервые было обнаружено явление образования твердой анодной оксидной пленки на алюминии т. Впоследствии немецкие ученые А. Гюнтершульце и Г. Бетц исследовали , искрение на аноде при анодировании в области повышенных напряжений. При этих условиях проведения экспериментов они , наблюдали большое газовыделение на аноде, не подчиняющееся закону Фарадея, что, как было установлено позднее , связано с термическим разложением термолизом воды в разряде. Они выделили на формовочной кинетической кривой напряжения три области рис. Кр до максимального напряжения ит,х 3 после достижения итах. На третьем участке искры становятся значительно более крупными и интенсивными микродуги. Искрение долгое время считали отрицательным явлением, приводящим к формированию менее однородных и более пористых анодных покрытий , . Однако американские исследователи У. Нейл и Л. Грассе смогли использовать искрение на аноде для синтеза сложных оксидных покрытий из компонентов подложки и электролита. Начиная с х годов микродуговое оксидирование, проводимое с целыо получения защитных покрытий на алюминии и сплавах на его основе с высокими функциональными свойствами, стало широко изучаться как в России 1, , , , , так и за рубежом . Появились новые альтернативные механизмы возникновения микродуговых разрядов, перемещающихся по поверхности рабочего электрода. Согласно представлениям , , о причине возникновения микродуговых разрядов свободные электроны в диэлектрике и инжектированные с анионов в него обладают достаточной энергией при высокой напряженности поля для образования, при столкновении с атомами, пары электрон дырка. Рис. Формовочная кинетическая кривая напряжения.