鎂合金微弧氧化膜厚的神經網絡預測模型.pdf

1、鎂合金微弧氧化是一個在熱化學、等離子體化學和電化學的共同作用下，生成陶瓷層的復雜過程。各參數對鎂合金微弧氧化膜層的影響不明確。膜厚作為衡量微弧氧化膜層性能的一個最直觀且重要的指標，它直接影響著微弧氧化膜層的硬度、耐磨、耐蝕等方面性能的好壞。而微弧氧化膜層的質量只能通過穩定微弧氧化的各個參數和微弧氧化完成之后的檢驗來保證，其局限性顯而易見。而且由于微弧氧化的復雜性，給各參數對膜層質量影響的研究帶來了困難。本文基于人工神經網絡理論建立各主要

2、參數對膜厚的映射模型，利用一些容易測得的量（電流、電壓、溫度等）來映射膜厚的變化，實現對膜厚的動態監測，從而為神經網絡理論在微弧氧化膜層質量的實時監控中的應用提供一種途徑。論文工作主要包括以下內容：
　　 在微弧氧化實驗平臺基礎上，開展微弧氧化實驗，通過分析微弧氧化不同階段的特點、火花放電的規律以及膜層表面形貌和組織結構，結合相關理論提出了微區電弧放電機理和微弧氧化膜層生長機理。為解釋微弧氧化各工藝參數對膜厚的影響規律提供了理論

3、上的依據。認為隨著電源電壓的提高，微弧氧化過程總是呈現明顯的3階段特征：陽極氧化、微弧氧化和大弧放電階段。陽極氧化生成初始膜層，大弧放電則導致表面燒蝕、表面處理失效。在微弧氧化階段，隨時間延長和電壓增加微弧氧化膜層生長分為早、中、后3個時期，可由膜厚或成膜速率界定。早期存在大量的淺層導電通道，故放電弧斑小而多，其成膜速率較低；中期，淺層通道逐漸封閉，放電弧斑逐漸增大且變稀疏，此時成膜速率最高；后期將以深層導電通道放電為主，弧斑更大更少成

4、膜速率也隨之降低。并基于電弧物理理論提出的微弧氧化微區電弧放電機理和模型，將一次獨立的微區電弧放電劃分為4個過程：電解、放電、氧化和冷卻。
　　 基于提出的微區電弧放電機理和微弧氧化膜層生長機理分析了微弧氧化膜厚的影響因素，主要受到電解液、電源輸出特性和處理時間幾個方面的影響。在大量微弧氧化實驗基礎上討論了各影響因素對膜厚的影響規律，并基于相關性分析結果，確定了神經網絡的特征向量。
　　 以MALAB神經網絡工具箱為平臺