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采用恒峰值电流输出模式脉宽、脉数独立可调式型微弧氧化电源,以降低微弧氧化过程能量消耗为目标,研究不同电参数输出模式对AZ31B镁合金微弧氧化陶瓷层形成及生长过程的影响,探讨微弧氧化临界起弧所需的必要条件以及起弧能耗,分析不同电参数输出下镁合金微弧氧化陶瓷层生长过程中不同阶段的生长速度及生长单位厚度的能量消耗,确定最佳的能量输出模式。采用电化学工作站测定起弧瞬间所得膜层的阻抗值,通过涡流测厚仪测量微弧氧化陶瓷层的厚度,借助扫描电子显微镜(SEM)观察微弧氧化陶瓷层表面形貌。 研究结果表明:增大脉宽和增加脉数均可有效缩短镁合金微弧氧化的起弧时间。在小峰值电流密度条件下,起弧能耗随脉宽脉数的增大先减小后增大;在大峰值电流密度条件下,起弧能耗随脉宽脉数的增大而增大。微弧氧化陶瓷层生长阶段,陶瓷层生长速度随脉宽脉数的增大而增大,其中固定脉数为500,生长单位厚度能量消耗随脉宽的增大而增大,陶瓷层表面微孔孔径明显增大;固定脉宽为60μs时,在陶瓷层生长初期阶段(0-5min),脉数为500时单位能耗最小,在陶瓷层生长后期阶段(5-10min和10-15min),脉数为100时单位能耗最小。在相同脉数、脉宽条件下,随着峰值电流密度的增大,陶瓷层生长速度增快且能耗升高。在等电通量条件下,固定脉数为100时选择小脉宽大峰值电流密度以及固定脉宽为60μs时选择大脉数小峰值电流密度都有利于缩短起弧时间并节省起弧能耗。固定脉数500不变,在陶瓷层生长初期(0-5min)和中期(5-10min)阶段,脉宽最小时陶瓷层生长速度最快,能耗变化不大;在陶瓷层生长后期(10-15min)阶段,脉宽最大时陶瓷层生长速度最快,脉宽最小时单位能耗增长速度最大。 综合考虑镁合金微弧氧化陶瓷层形成和生长过程中起弧时间,起弧能耗以及陶瓷层生长速度,单位厚度消耗能量等,峰值电流密度100A/dm2,脉宽60μs,脉数500为最佳工艺参数。