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氧化时间对微弧氧化非均质陶瓷膜工频击穿特性的影响

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高电压技术 2024年第11期50卷 5106-5114页

作者：张萌李昊旻张淇瑞孔诗琴耿英三雷厉西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安710049 诸暨市中俄联合材料实验室绍兴311800

目前对微弧氧化陶瓷膜绝缘击穿特性的研究多集中于改变工艺参数所产生的影响,对处于不同生长阶段的陶瓷膜绝缘击穿特性尚不清晰。为此,研究了陶瓷膜生长过程中工频击穿特性的变化规律及内在作用机理。首先,以氧化时间为变量制备陶瓷绝... 详细信息

目前对微弧氧化陶瓷膜绝缘击穿特性的研究多集中于改变工艺参数所产生的影响,对处于不同生长阶段的陶瓷膜绝缘击穿特性尚不清晰。为此,研究了陶瓷膜生长过程中工频击穿特性的变化规律及内在作用机理。首先,以氧化时间为变量制备陶瓷绝缘导线样品;其次,对陶瓷膜的表面与截面形貌、元素分布、物相组成等显微特征进行分析;进一步采用双参数Weibull分布法获得陶瓷膜工频击穿特性随着氧化时间的变化规律;最后,分析明确工频击穿特性的关键影响因素和内在机理。研究结果表明:陶瓷膜生长过程中工频击穿电压呈现出非线性上升趋势,根据上升速率可分为快慢交替的4个区间,分别是氧化时间为2~6 min、6~14 min、14~18 min和18~30 min,上升速率分别为17.91、8.43、25.38和8.60 V/min。陶瓷膜增厚和Al_(2)O_(3)物相转化是使工频击穿电压增加的主要原因。在陶瓷膜生长过程中,陶瓷膜厚度和粗糙度呈现近似线性增加趋势,增长率分别为2.32μm/min和0.15μm/min;陶瓷膜的致密度呈下降趋势,从1.46 g/cm^(3)降低至0.05 g/cm^(3)。当氧化时间为16 min时,陶瓷膜中出现α-Al_(2)O_(3)晶相,并且α-Al_(2)O_(3)的质量分数随着氧化时间的增长逐渐升高,最大为21.37%。因为工频击穿场强为平均数值并反映陶瓷膜的平均耐压强度;所以随着氧化时间的增加,工频击穿场强呈现负指数形式下降,从34.25 V/μm减小至7.33 V/μm。陶瓷膜微观结构和物质组成的非均质特性是影响其工频击穿特性变化的关键因素。

关键词：微弧氧化非均质陶瓷膜氧化时间工频击穿特性陶瓷绝缘导线

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氧化时间对ZL205A铝合金微弧氧化膜层的影响

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稀有金属材料与工程 2016年第10期45卷 2741-2745页

作者：李宏战李争显杜继红李少龙叶源盛西北有色金属研究院陕西西安710016

在硅酸钠体系溶液中,研究了不同氧化时间对ZL_20_5A铝合金表面微弧氧化层表面形貌、厚度、元素分布及相组成的影响。结果表明,随氧化时间的增加,氧化膜表面微孔数量减少、孔径增大,膜层厚度不断增大;膜层中的Al、Si元素略有变化,O、P元... 详细信息

在硅酸钠体系溶液中,研究了不同氧化时间对ZL_20_5A铝合金表面微弧氧化层表面形貌、厚度、元素分布及相组成的影响。结果表明,随氧化时间的增加,氧化膜表面微孔数量减少、孔径增大,膜层厚度不断增大;膜层中的Al、Si元素略有变化,O、P元素变化并不明显;氧化膜主要由α-Al_2O_3和Mullite(Al_6Si_2O_(13))组成,随着氧化时间的增加,膜层中的α-Al_2O_3和Mullite相含量不断提高,Mullite相主要由阳极反应中生成的Si O_2及Al_2O_3共同作用而产生。

关键词：微弧氧化氧化时间 ZL205A 铝合金

氧化时间对增材制造碳化硅性能提升的作用机制

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光学精密工程 2023年第23期31卷 3449-3456页

作者：李伟张舸崔聪聪包建勋郭聪慧徐传享张巍朱万利中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光学系统先进制造技术重点实验室吉林长春130033 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室吉林长春130033

增材制造结合反应烧结技术能够制备高度轻量化的碳化硅陶瓷反射镜,针对增材制造技术制备的碳化硅陶瓷存在抗弯强度低、弹性模量低等力学性能差的问题,开展高温氧化提升材料力学性能的研究。对基于增材制造的反应烧结碳化硅陶瓷试样在85... 详细信息

增材制造结合反应烧结技术能够制备高度轻量化的碳化硅陶瓷反射镜,针对增材制造技术制备的碳化硅陶瓷存在抗弯强度低、弹性模量低等力学性能差的问题,开展高温氧化提升材料力学性能的研究。对基于增材制造的反应烧结碳化硅陶瓷试样在850℃下进行高温氧化处理,研究氧化时间对材料成分及表面缺陷含量的影响,阐明氧化时间对材料性能的提升机制,揭示它对材料性能的影响规律。实验结果表明:当氧化时间为2 h时,材料表面原位生长一层致密的氧化硅膜层,该膜层能够使材料表面缺陷自愈合,有效降低陶瓷材料表面缺陷的含量,此时材料获得最佳的力学性能,抗弯强度和弹性模量分别为263.9 MPa和384.75 GPa,分别提升10.7%和14.4%。该方法具有高效率、低成本和易操作的优势,为增材制造碳化硅陶瓷的性能优化提供理论指导。

关键词：增材制造反应烧结碳化硅氧化时间性能优化

氧化时间和温度对Si基AAO模板制备的影响

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光电子．激光 2010年第5期21卷 706-709页

作者：胡国锋张海明李育洁高波朱彦君天津工业大学理学院天津300160

采用一次阳极氧化法,通过电解P型晶向Si衬底上的高纯Al膜,在40V下,0.3M草酸中制备了Si基anodic aluminum oxide(AAO)模板。在Si基Al氧化过程中,通过电流密度随时间实时变化曲线的分析,研究了Si基AAO的生长机理。实验发现,电解液温度对Si... 详细信息

采用一次阳极氧化法,通过电解P型晶向Si衬底上的高纯Al膜,在40V下,0.3M草酸中制备了Si基anodic aluminum oxide(AAO)模板。在Si基Al氧化过程中,通过电流密度随时间实时变化曲线的分析,研究了Si基AAO的生长机理。实验发现,电解液温度对Si基AAO制备的影响很大,在30℃下的氧化速度是在10℃下的5倍多。

关键词： Si基AAO 氧化时间电解液温度生长机理

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氧化时间对7A55铝合金微弧氧化膜的影响

航空材料学报 2009年第3期29卷 23-26页

作者：李忠盛吴护林潘复生张隆平何庆兵中国兵器工业第五九研究所重庆400039 重庆大学材料科学与工程学院重庆400030

采用恒流微弧氧化法在碱性硅酸盐-磷酸盐体系电解液中对7A55铝合金进行了微弧氧化处理,研究了氧化时间对微弧氧化膜表面形貌、厚度和相组成的影响。研究结果表明,在恒定的电参数(电流密度为6A/dm2,占空比均为30%,频率为1000Hz)条件下,... 详细信息

采用恒流微弧氧化法在碱性硅酸盐-磷酸盐体系电解液中对7A55铝合金进行了微弧氧化处理,研究了氧化时间对微弧氧化膜表面形貌、厚度和相组成的影响。研究结果表明,在恒定的电参数(电流密度为6A/dm2,占空比均为30%,频率为1000Hz)条件下,随着氧化时间的延长,阳极电压逐渐增大,氧化膜表面微孔孔径逐渐增大,微孔数量逐渐减少,膜层厚度随氧化时间近似呈线性增加;膜层主要由γ-Al2O3相组成。

关键词：微弧氧化 7A55铝合金氧化时间组织结构

氧化时间对AZ31B镁合金微弧氧化涂层结构及性能的影响

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表面技术 2019年第7期48卷 158-165页

作者：宁闯明崔学军王淋宋世杰张颖君四川轻化工大学材料科学与工程学院四川自贡643000 中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江宁波315201

目的探索氧化时间对AZ31B镁合金表面微弧氧化(MAO)涂层结构及性能的影响规律。方法通过恒压MAO的方法在硅酸盐电解液体系中制备涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、Image-J图像分析法、测厚仪、表面粗糙度仪、摩擦磨损试验机、盐雾试验箱来... 详细信息

目的探索氧化时间对AZ31B镁合金表面微弧氧化(MAO)涂层结构及性能的影响规律。方法通过恒压MAO的方法在硅酸盐电解液体系中制备涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、Image-J图像分析法、测厚仪、表面粗糙度仪、摩擦磨损试验机、盐雾试验箱来研究涂层表面微观形貌、表面孔隙率、厚度、粗糙度、摩擦性能以及耐蚀性能。结果涂层孔隙率随着氧化时间的延长而减小,氧化25min所得涂层孔隙率最小,为5.404%。涂层厚度随时间的延长而增大,但是厚度增长速率减小,氧化5min时涂层厚度为9μm,而25min时涂层厚度为10.4μm。涂层粗糙度与摩擦系数随时间的增加而增大,磨损率随氧化时间的增加,呈现先增大后减小的趋势,氧化15min所得样品磨损率最高,氧化5min所得涂层耐蚀性最差,氧化25min的涂层耐蚀性最好。结论恒压条件下,氧化时间的延长可以有效地减小涂层表面孔隙率,增加涂层厚度,显著改善涂层的耐磨、耐蚀性能。

关键词：镁合金涂层微弧氧化氧化时间耐蚀性孔隙率

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氧化时间对MB8镁合金微弧氧化膜的影响

航空材料学报 2007年第6期27卷 55-58页

作者：赵晴胡勇杜楠南昌航空大学材料学院南昌330063

研究氧化时间对MB8镁合金氧化膜致密度、厚度和耐蚀性的影响,分析不同氧化时间膜层表面微观形貌、成分和结构的变化。结果表明,随微弧氧化时间的延长,氧化膜变厚变粗糙,氧化时间为10m in时,膜层腐蚀速率最低。微弧氧化初期膜层主要由立... 详细信息

研究氧化时间对MB8镁合金氧化膜致密度、厚度和耐蚀性的影响,分析不同氧化时间膜层表面微观形貌、成分和结构的变化。结果表明,随微弧氧化时间的延长,氧化膜变厚变粗糙,氧化时间为10m in时,膜层腐蚀速率最低。微弧氧化初期膜层主要由立方结构的MgO构成,随氧化时间的延长,斜方晶体结构的Mg2(S iO4)和单斜晶体结构的Mg(PO3)2在膜层中的含量逐渐增加。

关键词：镁合金微弧氧化耐蚀性氧化时间

磷酸盐体系下氧化时间对氢化锆表面微弧氧化膜的影响

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稀有金属材料与工程 2014年第7期43卷 1717-1721页

作者：闫淑芳刘向东陈伟东王志刚范秀娟徐志高内蒙古工业大学内蒙古呼和浩特010051 北京有色金属研究总院稀有金属及冶金材料研究所北京100088 武汉工程大学绿色化工过程教育部重点实验室湖北武汉430073

在磷酸盐体系下,采用恒压模式对氢化锆进行微弧氧化。考察了微弧氧化时间对氧化膜的厚度、结构、表面形貌、截面形貌以及阻氢性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、膜层测厚仪分析了氧化膜的表面形貌、截面形貌、相结... 详细信息

在磷酸盐体系下,采用恒压模式对氢化锆进行微弧氧化。考察了微弧氧化时间对氧化膜的厚度、结构、表面形貌、截面形貌以及阻氢性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、膜层测厚仪分析了氧化膜的表面形貌、截面形貌、相结构及膜层厚度。通过真空脱氢实验评估膜层的阻氢性能。结果表明:随着氧化时间的延长氢化锆表面微弧氧化膜层厚度由65.2μm增大至95.4μm;氧化膜的生长速度随着氧化时间的延长而逐渐降低;氧化时间对于膜层的结构没有明显影响,膜层主要由单斜相氧化锆(M-ZrO2)和四方相氧化锆(T-ZrO2)构成;氧化时间的增加有助于提高氧化膜的致密性和阻氢效果,当氧化时间为25 min时,氧化膜的PRF值达到最大值11.6。

关键词：氢化锆微弧氧化氧化膜氧化时间

微弧氧化时间对TA15合金陶瓷膜表面形貌和性能的影响

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材料导报 2019年第12期33卷 2009-2013页

作者：王先于思荣赵严张鹏刘恩洋熊伟中国石油大学(华东)材料科学与工程学院

以NaAlO2、NaF、KOH为电解液对TA15钛合金进行不同时间的微弧氧化处理,在其表面制备一层致密的陶瓷膜,以提高TA15钛合金的表面硬度和耐蚀性。对不同氧化时间下陶瓷膜的表面形貌、成分、物相组成进行表征分析,并对不同氧化时间下陶瓷膜... 详细信息

以NaAlO2、NaF、KOH为电解液对TA15钛合金进行不同时间的微弧氧化处理,在其表面制备一层致密的陶瓷膜,以提高TA15钛合金的表面硬度和耐蚀性。对不同氧化时间下陶瓷膜的表面形貌、成分、物相组成进行表征分析,并对不同氧化时间下陶瓷膜的显微硬度、表面粗糙度及耐蚀性进行对比研究。结果表明,微弧氧化陶瓷膜表面布满细小的蜂窝状微纳米级孔洞,随氧化时间延长,陶瓷膜表面逐渐平整化,时间过长会出现凸起、凹坑等缺陷,导致陶瓷膜粗糙度增大。陶瓷膜所含元素主要为O、Ti、Al等,物相组成主要为金红石型TiO2、Al2O3及Al2Ti3相。随氧化时间的延长,陶瓷膜表面显微硬度逐渐增大,50min时可达332.82HV,比基体提高了59.2%。粗糙度呈先下降后上升的趋势,40min时陶瓷膜平整光滑,孔洞分布均匀,粗糙度最小(1.420μm),膜厚约10μm。耐蚀性呈先上升后下降趋势,40min时陶瓷膜的自腐蚀电位为+222.24mV,比基体提高了约530mV,腐蚀电流密度为1.73×10^-9A/cm^2,降低为基体的3%,耐蚀性最佳。

关键词： TA15钛合金微弧氧化技术(MAO) 氧化时间表面形貌耐蚀性