导读:本文包含了微弧火花沉积论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:微弧火花沉积,沉积斑,形貌
微弧火花沉积论文文献综述
王维夫,张步康,韩超,阮文豪,丁晨[1]（2019）在《微弧火花单脉冲沉积斑形貌分析》一文中研究指出为了探索微弧火花单脉冲沉积机制,采用铁基合金进行单脉冲沉积实验。使用扫描电镜(SEM)对沉积斑的表面形貌进行观察并分析其形成过程。结果表明微弧火花作用下的单脉冲沉积斑形貌可以分为3类:飞溅沉积斑、熔滴粘连沉积斑和凌乱破碎沉积斑。分析认为3类沉积斑的形成本质是一致的,都是通过气体介质电离击穿、放电通道的建立和熔滴过渡所产生的,而熔滴过渡过程中的受力及受力方式的不同导致其沉积斑的多样性;此外,高温下熔体的表面张力对沉积斑形貌也有影响。(本文来源于《浙江工业大学学报》期刊2019年05期）
阮文豪[2]（2019）在《基于有限元法的微弧火花沉积仿真模拟》一文中研究指出微弧火花沉积是一种绿色制造技术,具有显着的经济和环保价值。但是由于其复杂性和随机性,人们在实际实验中很难探究出其具体规律。本文基于有限元仿真方法,仿真模拟微弧火花沉积的单脉冲温度场,并进行实验验证,得到仿真模型,研究微弧火花沉积过程中的特点及规律。(1)利用有限元软件对微弧火花沉积进行单脉冲温度场模拟,表明温度最高点远远高于其沸点,认为脉冲放电不仅使电极和基体材料熔化,而且会使材料汽化,形成放电凹坑。(2)通过建立的仿真模型对基体熔池凹坑进行研究。表明凹坑熔宽和熔深都随电流的增大而增大,但熔宽变化明显,故产生的熔池凹坑形状为碟形。凹坑尺寸同样也随电压增大而增大,并且在小电压时,电压对凹坑尺寸的影响较大。(3)对比钛与铁镍铬合金的单点沉积实验,结果表明微弧火花沉积斑呈现出3种样貌,分为“飞溅”形、“粘连”形和“破碎”形。并通过实验与模拟凹坑尺寸对比,验证了模型的可行性。(4)对加工过程中的电极温度场进行仿真模拟,表明1 mm直径电极最高温度达到上万度,远远高于其沸点;而3 mm直径电极最高温度为3295.02℃,整体温度较低,适合沉积温度条件,且在加工过程中,温度变化幅度在700℃左右,温度变化较小,电极温度较稳定,故沉积效果较好;脉冲频率较大时,容易使电极迅速升温,但对温度变化幅度没有明显影响;相同加载时间的条件下,在冷却时间先大后小的加载方式所呈现的温度分布中,2464~2862℃段较大,这表示易加工温度段较大,便于微弧火花沉积。(5)在相同参数条件下,对钛与铁镍铬合金进行微弧火花沉积模拟,钛呈现出的温度约为铁镍铬合金的2.5倍,温度远远高于其沸点。同时在初始阶段100~200μs时,钛的冷却速度比铁镍铬合金大的多,约为铁镍铬合金的3倍,导致钛在铺展过程中更易凝固,产生较为粗糙的表面。本文通过实验与模拟的验证,找出了微弧火花沉积的仿真模型,研究了放电凹坑尺寸的影响因素,以及电极与基体在加工过程中的温度场分布,找出了实际加工过程中无法探知的规律。后续可对多沉积斑的温度分布进行研究,提高模拟准确性。(本文来源于《浙江工业大学》期刊2019-01-01）
王维夫,张步康,丁晨[3]（2018）在《保护气氛中残留氧对微弧火花沉积的影响》一文中研究指出目的探究微弧火花沉积过程中残留氧对沉积行为的影响。方法在不同残留氧浓度的富Ar保护气氛下进行了单脉冲、多脉冲和2 min持续沉积实验,并使用扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)和显微硬度计等对所获沉积层特征进行分析。结果保护气氛中残留氧为0.04%～0.06%时,沉积斑呈典型的放射状飞溅形貌,持续2 min沉积可获得局部最大厚度约140μm的平坦状沉积层。而残留氧为0.4%～0.6%和1.4%～1.6%时(其他参数不变),沉积斑表面平整,边缘无显着飞溅特征,2 min沉积试验后在基体上形成了大量新奇的微柱体/柱胚结构。质量转移规律研究表明,适当残留氧的存在能够提高质量转移效率。试验中当残留氧为0.4%～0.6%时,质量转移系数最高,可达约91%。显微硬度测试结果显示,涂层硬度约在290～330HV之间,略低于冷轧态基体的硬度(～356HV)。结论富Ar气氛中残留的微量高活性元素氧对熔池表面张力温度梯度系数有较大影响,适当残留氧的存在可使沉积斑形态从泼溅状向聚集状转变,最终导致了沉积表面微柱体/柱胚结构的出现。(本文来源于《表面技术》期刊2018年12期）
张步康[4]（2018）在《基于高能微弧火花沉积技术的柱状微结构制备研究》一文中研究指出柱状微结构在工业中有着广泛的应用,例如用于强化传热、作为微支撑结构等,而微弧火花沉积作为一项再制造和绿色制造技术,具有显着的经济和环保价值。目前,微弧火花沉积制备柱状微结构还鲜有报道,基础工艺和沉积理论尚待研究。本文基于微弧火花沉积技术,制备柱状微结构,采用正交试验法,进行了工艺参数实验,基于统计模型进行工艺参数优化,使用SEM、EDS、XRD、显微硬度计和压力实验机等系统对形貌、组织及性能进行分析,并从单脉冲沉积理论出发,提出了柱状微结构沉积模型。主要研究内容和所获结论如下:(1)微弧火花沉积技术能够制备不锈钢、镍基、钴基和复合结构柱状微结构。通过截面金相观察发现,柱状微结构是由众多沉积薄层交错堆迭而成,与基体呈良好的冶金结合,内部无明显裂纹、气孔和未熔合缺陷,显微组织以定向生长柱状晶为主,柱体顶部有等轴晶出现。(2)微弧火花沉积前期,柱状微结构高度与时间呈正比,30~80 s内高度达到最大值,由于柱体增高后,限制了顶部熔池的散热,导致凝固速率降低,产生严重飞溅,使得柱体高度随后小幅度降低。工艺参数优化结果表明,放电功率对柱体高度影响显着,两者呈正相关,而电极直径对柱体直径影响显着,两者也呈正相关。(3)保护气氛中氧含量对沉积过程有重要影响。氧含量为0.04~0.06 vol%时,单脉冲和多脉冲沉积斑边缘呈放射状飞溅,而氧含量为0.4~0.6 vol%和1.4~1.6 vol%时,沉积斑表面光滑,边缘无飞溅,呈圆饼型。同时发现氧含量为0.4~0.6 vol%时,质量转移系数最高,其值为87.3~92.7%。(4)304不锈钢、Inconel 625和Stellite 6柱状微结构的显微硬度分别为320 HV_(0.05),340 HV_(0.05),630 HV_(0.05)。而柱状微结构的抗压性能测试发现,叁者柱状微结构的抗压强度分别约为1980 MPa、2166 MPa和2290 MPa。这表明利用微弧火花沉积技术制备的柱状微结构具有较好的承受抗压载荷的能力。本文对微弧火花沉积制备柱状微结构进行了系统性的基础研究,后续可通过开发精密自动化的沉积设备,并与其他技术结合进一步提高柱状微结构的沉积质量与效率。(本文来源于《浙江工业大学》期刊2018-06-01）
王小荣[5]（2017）在《高能微弧火花数控沉积Ti-Co-Cu-Fe-Ni-Cr高熵合金涂层研究》一文中研究指出高能微弧火花沉积工艺以其独特的工艺特点(如热输入量低、冷却速度快、涂层与基体间冶金结合、电极材料选择容易等)使其在再制造技术领域中获得了特殊地位,然而传统高能微弧火花沉积工艺为手工操作,人工因素的介入无法实现涂层显微结构、成分、性能和表观特征的精确可控,更无法实现对复杂曲线曲面涂层的精确制备。如何实现高能微弧火花沉积工艺自动化和数控化成为该工工艺满足工业界对复杂曲线曲面均质涂层制备需求亟待解决的问题。为此本文以数控铣床为平台,通过设计特殊专用沉积刀柄,构建起高能微弧火花—计算机集成沉积系统,实现了 CIMS技术与传统高能微弧火花电源的无缝集成,开发出了高能微弧火花数控沉积新工艺,完成传统高能微弧火花沉积工艺的自动化和数控化。针对复杂曲线曲面涂层高能微弧火花数控化制备难题,本文以NURBS理论为基础设计构建复杂曲线/曲面涂层,开发出点焊式沉积策略,提出等弦长和等弧长NURBS曲线/曲面涂层沉积插补方法,并以等弦长和等弧长沉积方法成功制备出NURBS曲线/曲面涂层,证实了高能微弧火花数控沉积工艺在复杂曲线/曲面涂层制备上是可行有效的。为实现复杂曲面涂层沉积过程的精确控制,提出NURBS函数映射曲线沉积轨迹规划和控制方法,该方法可将任意预定义平面曲线投影到待沉积NURBS曲面上,借助高能微弧火花数控沉积工艺,完成在此既定NURBS曲面上任意复杂曲线涂层的制备。研究表明通过NURBS函数映射曲线控制曲面涂层沉积轨迹可行有效,为曲面涂层沉积路径规划与控制提供了理论基础。分别借助Matlab软件和FANUC数控系统参数化编程功能开发出高能微弧火花数控沉积离线和在线软件系统,实现复杂曲线/曲面涂层设计、验证和程序生成,通过在线参数赋值可实现任意复杂曲线/曲面涂层制备。自多元高熵合金概念提出以来,已成为全球材料学界研究前沿,多元高熵合金成分设计一直是学界研究的热点和难点问题。针对高能微弧火花数控沉积工艺用多元高熵合金系电极成分设计,本文提出混合焓矩阵,并将传统多元高熵合金热力学改写为矩阵形式,进一步面向多元高熇合金系将矩阵形式改写为函数形式,基于Matlab开发出多元高熵合金电极计算机辅助设计系统软件。针对E~1…E~2…E~(n-1)E_x~n型多元高熵合金系,提出一种基于热力学参数曲线特征点的多元高熵合金系电极成分设计方法,该方法使设计人员能从整体上把握和预测多元高熵合金系热力学特征,并通过对特征点(即极大/小值点)成分多元高熵合金的配比、熔炼、表征和分析,获得并掌握特征点对应多元高熵合金显微结构,通过对整体(多元高熵合金系热力学参数曲线)和个体(特征点成分多元高熵合金显微结构)综合分析,可便捷把握多元高熵合金系电极显微结构随成分变量的变化规律。针对航空发动机阻燃涂层制备,对由具有一定阻燃性能元素组成的CoCuFeNiCr_x(x∈[0 4])多元高熵合金系进行成分设计与表征分析,证明本文所提出的基于热力学参数曲线特征点的多元高熵合金系成分设计方法可行有效。以CoCuFeNiCr_x(x∈[0 4])多元高熵合金系对应特征点成分配比制备多元高熵合金电极,采用高能微弧火花数控沉积工艺,在TC11钛合金基体上制备出了不同熵值状态(低熵、中熵和高熵)Ti-Co-Cu-Fe-Ni-Cr多元合金涂层,分析了高能微弧火花数控沉积质量过渡特性及规律,阐明了正负极热源形成及其机理,解明了不同熵值状态Ti-Co-Cu-Fe-Ni-Cr多元合金涂层形成固溶体结构的质量过渡规律、热源机制和热力学机理。研究表明,TC11基体质量过渡的非线性增长特性可有效增加Ti-Co-Cu-Fe-Ni-Cr涂层中电极元素含量,使涂层合金体系混合熵由低熵态转变为中熵态进而转变为高熵态,涂层显微结构均为固溶体结构(BCC或BCC+FCC),高能微弧火花数控沉积工艺极高冷却速度使不满足热力学条件的Ti-Co-Cu-Fe-Ni-Cr多元合金涂层形成了固溶体显微结构。由于涂层显微结构强烈依赖于电极成分,本文再以CuNiSiTiZr和CuNiTiZr为电极,在TC11基体上成功制备出多尺度微纳晶涂层和非晶涂层。激光烧蚀试验表明,Ti-Co-Cu-Fe-Ni-Cr涂层、Cu-Ni-Si-Ti-Zr微纳晶涂层和Cu-Ni-Ti-Zr非晶涂层可有效提高TC11钛合金基体抗烧蚀性能。上述各类涂层的成功制备,体现出高能微弧火花数控沉积工艺在制备特殊显微结构涂层方面具有巨大潜力,数控化工艺过程使其在工业界易于推广,具有广阔应用前景。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01）
王小荣,王朝琴,何鹏,林铁松[6]（2016）在《45钢表面高能微弧火花数控化沉积AlCoCrFeNi高熵合金》一文中研究指出采用参数化等间距点焊式沉积策略,以高能微弧火花数控化沉积工艺在45钢上制备出了Al Co Cr Fe Ni高熵合金多层涂层.通过SEM和XRD研究了Al Co Cr Fe Ni高熵合金涂层表面形貌及相组成.以层数为变量,研究了电极长度消耗规律和电极/工件质量过渡规律,并通过Bézier曲线拟合出电极长度消耗曲线、阳极质量损失曲线、和阴极质量增加曲线.电极长度消耗规律和质量过渡规律为实现多层连续不间断沉积和涂层显微结构的精确控制奠定基础.高能微弧火花数控化沉积工艺为功能涂层的制备提供了新方法.(本文来源于《焊接学报》期刊2016年10期）
谢玉江,王德,王明生,叶威[7]（2016）在《微弧火花沉积3种不同MCrAlY涂层的组织与性能评价（英文）》一文中研究指出应用微弧火花沉积工艺(ESD)制备了3种不同Al含量(5%,8%,12%)的MCrAlY涂层,并采用SEM和XRD比较研究了显微组织和高温氧化行为。结果表明:随Al含量的增加,涂层的相组成由γ-Ni固溶体变成γ-Ni+β-Ni Al亚共晶,再变成γ-Ni+β-Ni Al过共晶,而相应的凝固组织也由胞状结构团簇变成胞状枝晶再变成带有二次枝晶臂的粗大枝晶。当暴露在1000°C下时,Al含量越高,涂层形成θ-Al2O3的趋势越明显。当氧化时间达到100 h后,所有涂层表面都生成致密且结合良好的α-Al_2O_3氧化层,但当Al含量升高,α-Al_2O_3氧化层厚度和残余θ-Al_2O_3含量都随之增加。(本文来源于《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》期刊2016年06期）
谢玉江[8]（2015）在《[例40]微弧火花沉积技术在涡轮叶片表面强化与修复中的应用》一文中研究指出涡轮叶片是航空发动机/燃气轮机的核心部件,在服役过程中容易产生磨损、腐蚀、开裂等早期损伤,由于叶片价格昂贵,换件修理成本很高。涡轮叶片通常由高Al、Ti含量的镍基高温合金制成,此类合金的特点是,高温强度髙,但可焊性差,通常认为是不可焊材料。微弧火花沉积是一种低热输入的显微焊接工艺,单层沉积厚度不过几十微米,沉积过程对基材的热影响很小,基本不会引起工件变形和组织改变。大量研究表明:微弧火花沉积可以实现很多髙强度镍基高温(本文来源于《中国表面工程》期刊2015年03期）
张松,伊俊振,吴臣亮,张春华,王明生[9]（2014）在《SCH13钢表面微弧火花沉积Stellite合金》一文中研究指出采用高能微弧火花沉积技术在SCH13钢表面制备Stellite合金涂层.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪对沉积层的显微组织形貌、成分及结构进行分析,并对微弧火花单脉冲沉积斑的形成与生长机制进行重点研究.结果表明,高能微弧火花作用下Stellite合金单脉冲沉积斑呈飞溅状,大量单脉冲斑的不断迭加最终形成具有一定厚度的沉积涂层.微弧火花沉积层依附于基体的界面以柱晶组织呈外延生长,并与基体形成良好的冶金结合,涂层稀释率较低,主要由γ-Co固溶体和铬的碳化物组成.随着工作电压的增加,沉积层显微组织略有粗化,其平均硬度较Stellite合金电极材料有显着提高.(本文来源于《焊接学报》期刊2014年03期）
谢玉江[10]（2012）在《微弧火花沉积技术研究与应用》一文中研究指出本文主要介绍了以下几个方面的内容:(1)微弧火花沉积技术的原理及特征,包括微弧火花沉积设备发展、沉积过程及主要特点、沉积工艺主要影响因素、沉积涂层的组织结构特点等;(2)微弧火花沉积技术目前所涉及的研究范围,包括沉积硬质合金涂层、沉积诱发反应合成、沉积高温防护涂层、沉积非晶涂层、沉积定向凝固涂层、显微焊接连接等;(3)微弧火花沉积涂层的物理与化学性能,包括结合强度、抗氧化性能、耐腐蚀性能、耐磨性能、抗气蚀性能、连接强度;(4)微弧火花沉积技术的应用范围,包括表面强化与涂层、铸造缺陷修复、表面磨损与腐蚀等损伤修复、裂纹修复等;(5)微弧火花沉积技术的发展趋势(本文来源于《第九届全国表面工程大会暨第四届全国青年表面工程论坛论文集》期刊2012-10-28）
微弧火花沉积论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
微弧火花沉积是一种绿色制造技术,具有显着的经济和环保价值。但是由于其复杂性和随机性,人们在实际实验中很难探究出其具体规律。本文基于有限元仿真方法,仿真模拟微弧火花沉积的单脉冲温度场,并进行实验验证,得到仿真模型,研究微弧火花沉积过程中的特点及规律。(1)利用有限元软件对微弧火花沉积进行单脉冲温度场模拟,表明温度最高点远远高于其沸点,认为脉冲放电不仅使电极和基体材料熔化,而且会使材料汽化,形成放电凹坑。(2)通过建立的仿真模型对基体熔池凹坑进行研究。表明凹坑熔宽和熔深都随电流的增大而增大,但熔宽变化明显,故产生的熔池凹坑形状为碟形。凹坑尺寸同样也随电压增大而增大,并且在小电压时,电压对凹坑尺寸的影响较大。(3)对比钛与铁镍铬合金的单点沉积实验,结果表明微弧火花沉积斑呈现出3种样貌,分为“飞溅”形、“粘连”形和“破碎”形。并通过实验与模拟凹坑尺寸对比,验证了模型的可行性。(4)对加工过程中的电极温度场进行仿真模拟,表明1 mm直径电极最高温度达到上万度,远远高于其沸点;而3 mm直径电极最高温度为3295.02℃,整体温度较低,适合沉积温度条件,且在加工过程中,温度变化幅度在700℃左右,温度变化较小,电极温度较稳定,故沉积效果较好;脉冲频率较大时,容易使电极迅速升温,但对温度变化幅度没有明显影响;相同加载时间的条件下,在冷却时间先大后小的加载方式所呈现的温度分布中,2464~2862℃段较大,这表示易加工温度段较大,便于微弧火花沉积。(5)在相同参数条件下,对钛与铁镍铬合金进行微弧火花沉积模拟,钛呈现出的温度约为铁镍铬合金的2.5倍,温度远远高于其沸点。同时在初始阶段100~200μs时,钛的冷却速度比铁镍铬合金大的多,约为铁镍铬合金的3倍,导致钛在铺展过程中更易凝固,产生较为粗糙的表面。本文通过实验与模拟的验证,找出了微弧火花沉积的仿真模型,研究了放电凹坑尺寸的影响因素,以及电极与基体在加工过程中的温度场分布,找出了实际加工过程中无法探知的规律。后续可对多沉积斑的温度分布进行研究,提高模拟准确性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
微弧火花沉积论文参考文献
[1].王维夫,张步康,韩超,阮文豪,丁晨.微弧火花单脉冲沉积斑形貌分析[J].浙江工业大学学报.2019
[2].阮文豪.基于有限元法的微弧火花沉积仿真模拟[D].浙江工业大学.2019
[3].王维夫,张步康,丁晨.保护气氛中残留氧对微弧火花沉积的影响[J].表面技术.2018
[4].张步康.基于高能微弧火花沉积技术的柱状微结构制备研究[D].浙江工业大学.2018
[5].王小荣.高能微弧火花数控沉积Ti-Co-Cu-Fe-Ni-Cr高熵合金涂层研究[D].哈尔滨工业大学.2017
[6].王小荣,王朝琴,何鹏,林铁松.45钢表面高能微弧火花数控化沉积AlCoCrFeNi高熵合金[J].焊接学报.2016
[7].谢玉江,王德,王明生,叶威.微弧火花沉积3种不同MCrAlY涂层的组织与性能评价（英文）[J].TransactionsofNonferrousMetalsSocietyofChina.2016
[8].谢玉江.[例40]微弧火花沉积技术在涡轮叶片表面强化与修复中的应用[J].中国表面工程.2015
[9].张松,伊俊振,吴臣亮,张春华,王明生.SCH13钢表面微弧火花沉积Stellite合金[J].焊接学报.2014
[10].谢玉江.微弧火花沉积技术研究与应用[C].第九届全国表面工程大会暨第四届全国青年表面工程论坛论文集.2012