等离子体电解沉积实验设备

 
 
一、等离子体电解沉积实验装置系统
 
本实验在自制的WH-1A型多功能等离子体电解沉积装置（图2-1）上进行。交流脉冲电源以电容储能方式工作，工作电压变化范围为＋800V～－400 V，工作电流为0～5 0A，电源的频率为100 HZ。通过室外制冷机与泵组共同运行实现对电解槽内电解液温度与均匀性的自动控制。
 


 
 
装置的系统结构组成主要包括等离子体电解沉积电源、电解槽、搅拌器、循环冷却系统和控温系统等。对小试样陶瓷化处理，电解槽为玻璃容器，如图2-2所示。等离子体电解沉积过程中所使用的阴极为板状或者紧靠玻璃容器内侧的环状不锈钢材料。处理过程中，直流电源的阴极（低电压）输出端连接不锈钢，电源的另一端（高电压）通过导线连接试样，并使用电动搅拌器来进行加速传质，使整个等离子体电解氧化过程中保持处理液的浓度和温度各处均匀。处理液的温度在实验过程中保持在35℃以下，以避免溶液蒸发改变处理液的浓度。
二、实验材料和处理工艺
本论文在等离子体电解氧化膜层生长机制研究部分所使用的片状基体材料为高



 
纯铝，其化学成分为：Cu 0.005 wt.％，Fe 0.003 wt.％，Si 0.0025 wt.％，其余为铝。等离子体电解氧化工艺简单，不需酸洗、活化等复杂的前处理过程，其具体工艺流程为：机械打磨→超声波清洗→丙酮擦洗→酒精擦洗→去离子水清洗→表面陶瓷化→自来水冲洗→干燥。本论文在钢铁表面进行间接等离子体电解沉积研究部分所使用的片状基体材料为Q235低碳钢，其化学成分为：C 0.17 wt.％，Si 0.26 wt.％，Mn 0.46 wt.％，P 00047wt.％，S 0.017 wt.％，剩余为Fe。
等离子体电解沉积试样制备过程：
1.首先实验前期准备工作，把切好的试样在边角处用打孔机打一直径为3 mm的小孔，以便于连接导线，然后用各种不同粒度的金相砂纸由粗到细打磨(粒度分别为150，320，500，700，800，1000，1200)；用水冲洗，再用丙酮擦洗，然后再用烘干机烘干。
2.实验阶段，将电解液倒入共渗槽中，用金属丝作连接导线将试样固定，试样浸入电解液，打开冷却系统，排气扇和电源。按预定程序逐步加载电压，直到产生弧光，然后加到预定电压并开始计时，达到预定时间快速关闭电源，取出试样。
3.试样后期处理，先用水冲洗掉试样上的电解液，再用丙酮擦洗，然后用烘干机烘干装入试样袋，记下试样的处理条件。http://www.gdzhenghang.com