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铝合金电泳替代氧化工艺研究论文

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铝合金电泳替代氧化工艺研究论文

氧化是通过硫酸与水产生氢气使基材表面结晶形成氧化膜 电泳是氧化过后!经过排酸处理,就是60到75度热水汤洗排酸,在电泳就是上阳极电泳漆 电泳使用寿命长!一般25年左右!氧化工作9年希望帮到你,请采纳谢谢

铝合金在阳极氧化或化学氧化后表面生成一种氧化膜,铝合金电泳表面是一种电泳漆涂层,区别在于表面的防护层上。

电泳铝型材:把氧化铝型材为阳极,置于水溶性的乳胶液中,通以直流电,人为地在铝材氧化膜的表面沉积成涂漆膜保护层从而形成电泳铝材。 高档电泳铝型材主要特点: 1、具有很强的漆膜硬度、抗冲击力强。 2、具有很高的漆膜附着力,不易脱落老化。 3、比氧化铝型材有更强的耐磨性、耐候性、耐碱性。 4、表面色彩丰富、靓丽,具有镜面般的光泽效果。氧化铝型材: 把基材作为阳极,置于电解液中进行电解,人为地在基材表面形成一层具有保护性的氧化膜从而形成了氧化铝型材。 氧化铝材主要特点: 1、具有很强的耐磨性、耐候、耐蚀性。 2、可以在基材表面形成多种色彩,最大限度的适合您的要求。 3、硬度强,适合各种建筑、工业料的制作。 电泳铝型材是在氧化铝材基础上加工的,质量比氧化铝材更高一筹。价钱相对也好一点。

准确的说应是封孔的和电泳有什么相同和不同. 封孔和电泳都是阳极氧化后稳定氧化膜的工艺.电泳比封孔成本高很多. 电泳的优点有 1 、高透明度及饱满度,具有特别光泽及透明性,涂装后具有高度立体效果,底材颜色表露无遗. 2 、高硬度,当温度为 150 ℃烘烤时,硬度可达到 3-4H . 3 、流平性好,漆膜感强,漆膜滑感好. 4 、具有较强的结合力及渗透力,涂料无孔不入,湿膜及干膜结合力强. 5 、耐变色及防腐性能佳,当烘烤温度达到 180 ℃ -190 ℃工件也不变色,产品色泽持久艳丽,耐腐效果绝佳. 6 、电泳均一性好,漆膜均匀平坦,在 30-150V 内即可达到 10-25 μ m ,效率高,耗电量低. 7 、耐冲击及耐人工汗性能好. 8 、应用范围广,可用于铝件、金属电镀件,贵金属饰件,灯具,钟表,眼镜,火机饰品,锁具及高档家具五金件的表面防护装饰. 9 、与各种色浆配套可电泳出 K 金色,咖啡色,枪黑色,红,蓝,绿等各类颜色. 10 、与哑光离子配合,可达到半哑的各种效果.

铝与铝合金工艺研究论文

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状及发展趋势摘要:综述了铝基复合材料的发展历史及国内外研究现状,重点阐述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料制备工艺的发展现状。同时说明了碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究中仍存在的问题,在此基础上展望了该复合材料的发展前景。关键词:SiCp /Al 复合材料; 制备方法中图分类号:TB333 文献标识码:A 文章编号:1001-3814(2011)12-0092-05Research Status and Development Trend of SiCP/Al CompositeZHENG Xijun, MI Guofa(College of Material Science and Engineer, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China)Abstract:The development history, domestic and foreign research present situation of SiCP /Al composite wasintroduced, the research progress of preparation process for SiCP /Al composite were elaborated, the research on SiCP /Alcomposite was analyzed and the development prospect of the composite was put forward.Key words:SiCp /Al composite; preparation methods收稿日期:2010-11-20作者简介:郑喜军(1982- ),男,河南西平人,硕士研究生,研究方向为材料加工工程;电话:;E-mail:《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术应用进行了广泛的关注和研究,从材料的制备工艺、组织结构、力学行为及断裂韧性等方面做了许多基础性的工作, 取得了显著的成绩。在美国和日本等国,该类材料的制备工艺和性能研究已日趋成熟,在电子、军事领域开始得到实际应用。SiC 来源于工业磨料,可成百吨的生产,价格便宜,SiC 颗粒强化铝基复合材料被美国视为有突破性进展的材料, 其性能可与钛合金媲美,而价格还不到钛合金的1/10。碳化硅颗粒增强铝基复合材料是最近20 年来在世界范围内发展最快、应用前景最广的一类不连续增强金属基复合材料,被认为是一种理想的轻质结构材料,尤其在机动车辆发动机活塞、缸头(缸盖)、缸体等关键产品和航空工业中具有广阔的应用前景[5-7]。在1986 年,美国DuralAluminumComposites 公司发明了碳化硅颗粒增强铝硅合金的新技术, 实现了铸造铝基复合材料的大规模生产, 以铸锭的形式供给多家铸造厂制造各种零件[8-9]。美国Duralcan 公司在加拿大己建成年产11340 t 的SiC/Al 复合材料型材、棒材、铸锭以及复合材料零件的专业工厂。目前,Duralcan 公司生产的20%SiCp /A356Al 复合材料的屈服强度比基体铝合金提高75%、弹性模量提高30%、热膨胀系数减小29%、耐磨性提高3~4倍。美国DWA 公司生产的碳化硅增强复合材料随碳化硅含量的增加,只有伸长率下降的,其他性能都得到了很大提高。到目前为止,SiCp/Al 复合材料被成功用于航空航天、电子工业、先进武器系统、光学精密仪器、汽车工业和体育用品等领域,并取得巨大经济效益。表1 列举了一些SiCp/Al 复合材料的力学性能。目前国内从事研制与开发碳化硅颗粒增强铝复合材料工作的科研院所与高校主要有北京航空材料研究院、上海交通大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、国防科技大学等。哈尔滨工业大学研制的SiCw/Al 用于某卫星天线丝杆,北京航空材料研究院研制的SiCp/Al 用于某卫星遥感器定标装置[10-11]。国内到目前为止还没有出现高质量高性能的碳化硅颗粒增强铝基复合材料, 虽然部分性能已达到国外产品的指标, 但在产品的尺寸精度上还存在不小的差距,另外制造成本太高,离工业化生产还有一段距离要走。2 铝基复合材料的性能特征(1)高比强度、比模量由于在金属基体中加入了适量的高强度、高模量、低密度的增强物,明显提高了复合材料的比强度和比模量, 特别是高性能连续纤维,如硼纤维、碳(石墨)纤维、碳化硅纤维等增强物,他们具有很高的强度和模量[1]。(2)良好的高温性能,使用温度范围大增强纤维、晶须、颗粒主要是无机物,在高温下具有很好的高温强度和模量, 因此金属基复合材料比基体金属有更高的高温性能。特别是连续纤维增强金属基基复合材料,其高温性能可保持到接近金属熔点,并比金属基体的高温性能高许多。(3)良好的导热、导电性能金属基复合材料中金属基体占有很高的体积百分数, 一般在60%以上,因此仍保持金属的良好的导热、导电性能。(4)良好的耐磨性金属基复合材料,特别是陶瓷纤维、晶须、颗粒增强金属基复合材料具有很好的耐磨性。这是由于在基体中加入了大量细小的陶瓷颗粒增强物,陶瓷颗粒硬度高、耐磨、化学性能稳定,用它们来增强金属不仅提高了材料的强度和刚度,也提高了复合材料的硬度和耐磨性。(5)热膨胀系数小,尺寸稳定性好金属基复合材料中所用的增强相碳纤维、碳化硅纤维、晶须、颗粒、硼纤维等均具有很小的热膨胀系数,特别是超高模量的石墨纤维具有负热膨胀系数, 加入相当含量的此类增强物可降低材料膨胀系数, 从而得到热膨胀系数小于基体金属、尺寸稳定性好的金属基复合材料。(6)良好的抗疲劳性和断裂韧性影响金属基复合材料抗疲劳性和断裂韧性的因素主要有增强物与复合体系制备工艺增强体含量(vol,%)拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率(%)SiCP /2009Al 粉末冶金20 572 109 5.3SiCP/2124Al 粉末冶金20 552 103 7.0SiCP/6061Al 粉末冶金20 496 103 5.5SiCP/7090Al 粉末冶金20 724 103 2.5SiCP/6061Al 粉末冶金40 441 125 0.7SiCP/7091Al 粉末冶金15 689 97 5.0SiCP/A356Al 搅拌铸造20 350 98 0.5SiCP/A359Al 无压浸渗30 382 125 0.4表1 碳化硅颗粒增强铝基复合材料的力学性能[1]Tab.1 Mechanical properties of aluminum matrixcomposite reinforced by SiC particle93Hot Working Technology 2011, Vol.40, No.12材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月金属基体的界面结合状态、金属基体与增强物本身的特性以及增强物在基体中的分布等。特别是界面结合强度适中,可以有效传递载荷,又能阻止裂纹扩展,从而提高材料的断裂韧性。(7)不吸潮、不老化、气密性好与聚合物相比,金属性质稳定、组织致密,不存在老化、分解、吸潮等问题,也不会发生性能的自然退化,在空间使用不会分解出低分子物质而污染仪器和环境,有明显的优势。(8)较好的二次加工性能可利用传统的热挤压、锻压等加工工艺及设备实现金属基复合材料的二次加工。由于铝基复合材料不但具有金属的塑性和韧性,而且还具有高比强度、比模量、对疲劳和蠕变的抗力大、耐热性好等优异的综合性能。尤其在最近20 年以来, 铝基复合材料获得了惊人的发展速度,表2 列举了一些铝基复合材料的力学性能。3 主要应用领域3.1 在航空航天及军事领域的应用美国ACMC 公司和亚利桑那大学光学研究中心合作,研制成超轻量化空间望远镜和反射镜,该望远镜的主镜直径为0.3m,仅重4.54kg。ACMC 公司用粉末冶金法制造的碳化硅颗粒增强铝基复合材料还用于激光反射镜、卫星太阳反射镜、空间遥感器中扫描用高速摆镜等;美国用高体积分数的SiCp/Al代替铍材,用于惯性环形激光陀螺仪制导系统、三叉戟导弹的惯性导向球及管型测量单元的检查口盖,成本比铍材降低2/3;20 世纪80 年代美国洛克希德.马丁公司将DWA 公司生产的25%SiCp /6061Al 用作飞机上承载电子设备的支架,其比刚度比7075 铝合金约高65%;美国将SiCp/6092Al 用于F-16 战斗机的腹鳍, 代替原有的2214 铝合金蒙皮, 刚度提高50%,寿命从几百小时提高到8000 小时左右,寿命提高17 倍,可大幅度降低检修次数,提高飞机的机动性,还可用于F-16 的导弹发射轨道;英国航天金属及复合材料公司(AMC)采用高能球磨粉末冶金法研制出高刚度﹑ 耐疲劳的SiCp/2009Al, 成功用于Eurocopter 公司生产的N4 及EC-120 新型直升机[12];采用无压浸渗法制备的高体积分数SiCp/Al 作为印刷电路板芯板用于F-22“猛禽”战斗机的遥控自动驾驶仪、发电元件、飞行员头部上方显示器、电子计数测量阵列等关键电子系统上, 以代替包铜的钼及包铜的锻钢,可使质量减轻70%,同时降低了电子模板的工作温度;SiCp/Al 印刷电路板芯板已用于地轨道全球移动卫星通信系统; 作为电子封装材料,还可用于火星“探路者”和“卡西尼”土星探测器等航天器上。美国采用高体积分数SiCp /Al 代替Cu-W 封装合金作为电源模块散热器,已用于EV1 型电动轿车和S10 轻型卡车上;美国将氧化反应浸渗法制备的SiC-Al2O3/Al 作为附加装甲,用于“沙漠风暴”地面进攻的装甲车;美国GardenGrove 光学器材公司用SiCp/Al 制备Leopardl 坦克火控系统瞄准镜。3.2 在汽车工业中的应用由山东大学与曲阜金皇活塞有限公司联合研制的SiCp /Al 活塞已用于摩托车及小型汽车发动机;自20 世纪90 年代以来, 福特和丰田汽车公司开始采用Alcan 公司的20%SiC/Al-Si 来制作刹车盘;美国Lanxide 公司生产的SiCp/Al 汽车刹车片于1996年投入批量生产[13];德国已将该材料制作的刹车盘成功应用于时速为160km/h 的高速列车上。整体采用锻造的SiCp/Al 活塞已成功用于法拉利生产的一级方程式赛车。3.3 在运动器械上的应用BP 公司研制的20%SiCp/2124Al 自行车框架已在Raleigh 赛车上使用;SiCp /Al 复合材料可应用于自行车链轮、高尔夫球头和网球拍等高级体育用品;在医疗上用于假体的制造。4 制备及成型方法一般来说, 根据铝基体状态的不同,SiCp/Al 的制备方法大致可分为固态法和液态法两类。目前主要有粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法和挤压铸造法。4.1 粉末冶金法粉末冶金法又称固态金属扩散法,该方法由于克增强相/ 基体增强相含量拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率(%)SiC/Al-4Cu 15 476 92 2.3SiCp /ZL101 20 375 101 1.64SiCp /ZL101A 20 330 100 0.5SiCp /6061 25 517 114 4.5SiCp /2124 25 565 114 5.6Al2O3 /Al-1.5Mg 20 226 95 5.9Cf /Al 26 387 112 -表2 金属基复合材料的力学性能[1]Tab.2 Mechanical properties of metal matrix composite[1]94《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术服了碳化硅颗粒与铝合金熔液润湿困难的缺点,因而是最先得到发展并用于SiCp/Al 的制备方法之一。具体制备SiCp/Al 的粉末冶金工艺路线有多种,目前最为流行和典型的工艺流程为:碳化硅粉末与铝合金粉末混合一冷模压(或冷等静压)一真空除气一热压烧结(或热等静压)一热机械加工(热挤、轧、锻)。粉末冶金法的优点在于碳化硅粉末和铝合金粉末可以按任何比例混合,而且配比控制准确、方便。粉末冶金法工艺成熟,成型温度较低,基本上不存在界面反应、质量稳定,增强体体积分数可较高,可选用细小增强体颗粒。缺点是设备成本高,颗粒不容易均匀混合,容易出现较多孔隙,要进行二次加工,以提高机械性能,但往往在后续处理过程中不易消除;所制零件的结构、形状和尺寸都受到一定的限制,粉末冶金技术工艺程序复杂,烧结须在在密封、真空或保护气氛下进行, 制备周期长, 降低成本的可能性小,因此制约了粉末冶金法的大规模应用。4.2 喷射沉积法喷射沉积法是1969 年由Swansea 大学Singer教授首先提出[14],并由Ospray 金属有限公司发展成工业生产规模的制造技术。该方法的基本原理是:对铝合金基体进行雾化的同时,加入SiC 增强体颗粒,使二者共同沉积在水冷衬板上, 凝固得到铝基复合材料。该工艺的优点是增强体与基体熔液接触时间短,二者反应易于控制;对界面的润湿性要求不高,可消除颗粒偏析等不良组织, 组织具有快速凝固特征;工艺流程短、工序简单、效率高,有利于实现工业化生产。缺点是设备昂贵,所制备的材料由于孔隙率高而质量差必须进行二次加工, 一般仅能制成铸锭或平板; 大量增强颗粒在喷射过程中未能与雾化的合金液滴复合, 造成原材料损失大, 工艺控制较复杂,增强体颗粒利用率低、沉积速度较慢、成本较高。4.3 搅拌铸造法搅拌铸造法的基本原理[15-17]:依靠强烈搅拌在合金液中形成涡漩的负压抽吸作用, 将增强体颗粒吸入基体合金液体中。具体工艺路线:将颗粒增强体加入到基体金属熔液中, 通过一定方式的搅拌与一定的搅拌速度使增强体颗粒均匀地分散在金属熔体中,以达到相互混合均匀与浸润的目的,复合成颗粒增强金属基复合材料熔体。然后可浇铸成锭坯、铸件等使用。该方法的优点是:工艺简单、设备投资少、生产效率高、制造成本低、可规模化生产。缺点是:加入的增强体颗粒粒度不能太小, 否则与基体金属液的浸润性差, 不易进入金属液或在金属液中容易团聚和聚集;普遍存在界面反应,强烈的搅拌容易造成金属液氧化,大量吸气及夹杂物混入,颗粒加入量也受到一定限制,只能制成铸锭,需要二次加工。4.4 挤压铸造法挤压铸造法是首先把SiC 颗粒用适当的粘结剂粘结,制成预制块放入浇注模型中,预热到一定的温度,然后浇入基体金属液,立即加压,使熔融的金属熔液浸渗到预制块中,最后去压、冷却凝固形成SiCp/Al。该方法的优点是:设备较简单且投资少,工艺简单且稳定性较好,生产周期短,易于工业化生产,能实现近无余量成型,增强体体积分数较高,基本无界面反应。缺点是容易出现气体或夹杂物,缺陷比较多,需增强颗粒需预先制成预成型体, 预成型体对产品质量影响大,模具造价高,而且复杂零件的生产比较困难。5 SiCp /Al 复合材料发展的建议与对策SiCp /Al 复合材料作为一种新的结构材料有着广阔的发展前景, 但要实现产业化还需做大量的研究工作。除了要对SiCp/Al 复合材料的制备工艺、界面结合状态、增强机制等方面的内容做进一步研究,其相关领域的研究及发展也应给予重视。5.1 现有制备工艺进一步完善和新工艺的开发现有工艺制备方法虽然已经成功制造了复合材料,但很难用于工业化生产且尚处于实验室研究阶段[18]。SiC 颗粒存在于铝液中,使金属液粘度提高,流动性降低,铸造时充填性变差,当颗粒含量增加至20%或在较低温度(<730℃)时,流动性急剧降低以致于无法正常浇注。另外,SiC颗粒具有较大的表面积, 表面能较大,易吸附气体并带入金属液中,而金属液粘度大也易卷入气体并难以排出,产生气孔缺陷。因此,对现有工艺的进一步完善和新工艺的开发成为下一步研究工作的主要任务。5.2 后续加工工艺的研究金属基复合材料的切削加工、焊接、热处理等后续加工工艺的研究较少,成为限制其应用的瓶颈。高强度、高硬度增强体的加入使金属基复合材料成为难加工材料[18-19],而由于增强体与基体合金的热膨胀系数差异大引起位错密度的提高, 也使金属基复合95Hot Working Technology 2011, Vol.40, No.12材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月材料的时效行为与基体合金有所不同[20]。另外,增强体影响焊接熔池的粘度和流动性, 并与基体金属发生化学反应限制了焊接速度, 给金属基复合材料的焊接造成了极大困难。因此, 解决可焊性差的问题也成为进一步研究的主要方向。5.4 环境性能方面的改善金属基复合材料的环境性能方面的研究, 即如何解决金属基复合材料与环境的适应性, 实现其废料的再生循环利用也引起了一些学者的重视, 这个问题关系到有效利用资源,实现社会可持续发展,因此, 关于环境性能方面的研究将是该领域今后研究的热点。由于铝基复合材料是由两种或两种以上组织结构、物理及化学性质不同的物质结合在一起形成一类新的多相材料, 其回收再利用的技术难度要比传统的单一材料大得多。随着铝基复合材料的批量应用,必然面临废料回收的问题,通过对复合材料的回收再利用, 不但可减少废料对环境的污染还可减低铝基复合材料的制备成本、降低价格,增加与其他材料的竞争力,有利于促进自身的发展。文献[21]配制了混合盐溶剂, 采用熔融盐法成功地分离出颗粒增强铝基复合材料中的增强材料,研究结果表明,利用该技术处理颗粒增强铝基复合材料, 其回收利用率可达85%。6 结语与铝合金基体相比, 铝基复合材料具有更高的使用温度、模量和强度,热稳定性增加及更好的耐磨损性能,它的应用将越来越广泛。然而,在目前的研究中仍然存在许多疑问和有待解决的问题, 例如怎样去克服铝基复合材料突出的界面问题, 并且力求研究结果有助于改善生产应用问题; 在制备过程前后, 怎样通过热处理手段来改善成品的各方面性能;如何利用由于热失配造成的内、外应力使材料服役于各种环境。此外,原位反应中仍不免其他副反应夹杂物存在, 同时对增强体的体积分数也难以精确控制,这些都是亟待研究解决的问题。参考文献:[1] 于化顺.金属基复合材料及其制备技术[M].北京:化学工业出版社,2006.241.[2] 吴人洁.复合材料[M].天津:天津大学出版社,2000.[3] 沃丁柱.复合材料大全[M].北京:化学工业出版社,2000.[4] 毛天祥.复合材料的现状与发展[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2000.[5] 赫尔(Hull, D).复合材料导论[M].北京:中国建设工业出版社,1989.[6] 尹洪峰,任耘,罗发.复合材料及其应用[M].陕西:陕西科学技术出版社,2003.[7] 汤佩钊.复合材料及其应用技术[M].重庆:重庆大学出版社,1998.[8] 张守魁,王丹虹.搅拌铸造制备颗粒增强复合材料[J].兵器材料科学与工程,1997,20(6):35-391.[9] 韩桂泉,胡喜兰,李京伟.无压浸渗制备结构/ 功能一体化铝基复合材料的性能及应用[J].航空制造技术,2006(01):95.[10] 李昊,桂满昌,周彼德.搅拌铸造金属基复合材料的热力学和动力学机制[J].中国空间科学技术,1997,2(1):9-161.[11] 桂满昌,吴洁君,王殿斌,等.铸造ZL101A/SiCp复合材料的研究[J].铸造,2001,50(6):332-3361.[12] 任德亮,丁占来,齐海波,等.SiCp /Al 复合材料显微结构与性能的研究[J].航空制造技术,1999,(5):53-551.[13] Clyne T W,Withers P J.An Introduction to Metal MatrixComposites [M].London:Cambridge University Press,1993.[14] Lee Konbae.Interfacial reaction in SiCp /Al composite fabricatedby pressureless infiltration [J].Scripta. Materialia,1997,36(8):847.[15] 张淑英, 张二林. 喷射共沉积金属基复合材料的发展现状[J].宇航材料工艺,1996,(4):4-5.[16] Clegg A J.Cast metal matrix and composites [J].TheFoundryman,1991,8:312-3191.[17] Mortensen A, Jim I.Solidification processing of metal matrixcomposites [J].Inter. Mater. Rews.,1992,37(3):101-128.[18] Lloyd D J.Particle reinforced aluminium and magnesiummatrix composites [J].Inter. Mater. Rews,1994,39(1):218-231.[19] Quigleg O, Monagham M, O'Reilly P.Factors effecting themachinability of Al/SiC metal matrix composite [J].J. Mater.Process.Tech.,1994,43:21-23.[20] Looney L A, Monagham M, O'Reilly P.The turning of anAl/SiC metal-matrix composite [J].J. Mater. Process. Tech.,1992,33:553-557.[21] 费良军,朱秀荣,童文俊,等.颗粒增强铝基复合材料废料回收的试验研究[J].复合材料学报,2001,18(1):67-70.

摘 要:电阻点焊的组织决定焊接接头熔核的性能,熔核的性能决定焊接的质量。通过模拟 点焊接头的组织,可预测在不同点焊参数下接头的组织形态和力学性能等,从而实现通过寻 求最佳焊接工艺来改善焊件性能的目的。研究铝合金点焊相变组织的分布规律,对优化点焊 设计和工艺参数有重要的指导作用,本文通过应用有限元模拟软件进行数值模拟,对6082 铝合金电阻点焊过程中的组织转变进行模拟与研究,并通过实验进行验证,从而得出电阻点 焊对6082铝合金的组织转变的影响。试验验证表明,数值模拟与试验结果吻合良好,为铝合 金点焊基础理论研究提供了一种有效的分析手段。 关键词:数值模拟;金相组织 ;铝合金;电阻点焊 Abstract Te microstructure of resistance spot welding decide performance of nuclear fusion in welded joint, the performance of nuclear fusion decide welding quality. By simulation, we can predict microstructure and mechanical properties of spot welding in different parameters, so as to achieve the best welding performance by seeking to improve the welding processes. Research on the distribution of microstructure in aluminum spot welding, have an important role in on the design and optimization of process parameters of spot welding. The paper through the application of finite element simulation software to simulate and research the resistance spot welding of aluminum alloy of 6082, and verify it through experiments, so as to know affection resistance spot welding to aluminum alloy of 6082. Experiments show that numerical simulation and experimental results are consistent, providing an effective analysis for spot welding on aluminum alloy. Key words: Numerical simulation; Microstructure; Aluminum alloy; Resistance spot welding 1、铝合金在航空航天、船舶制造、机车和汽车制造业等领域获得了广泛的应用。轿车采用 铝合金制造车身较采用钢板制造车身可减轻车体重量6O%左右,能显著降低燃料消耗和减少 环境污染。但是,铝合金点焊所存在的问题限制了点焊在铝合金汽车生产中的应用,铝合金 点焊的熔核形状不规则,尺寸大小不一,熔核在凝固时极易形成缩孔、缩松和气孔,由于冷 却速度较快,熔核的结晶组织主要是从熔合线向内生长的柱状晶。在这方面,吉林工业大学 的赵熹华等人通过采用熔核的孕育处理技术做了详细的研究,将柱状晶组织变为等轴晶组 织,取得了良好的效果[1]。但是,该技术如何工程化的问题还正在研究之中。如果能对点焊 的相变组织进行有限元模拟计算,得到铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律,从微 观上改变焊接质量,对提高和稳定点焊质量具有重要意义。 铝合金点焊是一个高度非线性的力、热、电相耦合的复杂过程,随着焊接研究的深入, 温度,相变和热应力之间的耦合效应越来越受到人们的重视。Y.Ueda 等人曾提出温度,相 变,热应力之间的耦合关系式,J.Ronda 等人利用该耦合模型对焊接接头进行了有限元计算。 Ronda 等[2]用统一的方法推导了相变规律和相变塑性,建立了相容的 TMM 模型,并形成了系 统理论。Yang 等[3]在热冶金耦合方面也作了深入的研究。他们在模拟温度场、速度场、热循 环以及熔池形状时,采用瞬时、3 维、湍流条件下的热传输和流体流动模型。 本文基于有限元专业焊接模拟软件动态模拟焊接的全过程,进行数值模拟时,考虑了材 料热物理性能与温度的非线性关系,以及相变潜热对温度场的影响,实现温度场和应力应变 场的耦合计算,揭示了铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律,其结果有助于更好地 了解焊接过程中熔体的运动状态、凝固组织细化和产生缺陷的原因,为正确选择点焊工艺参 数等提供理论指导。 2 点焊相变原理熔核、塑性环及其周围母材金属的一部分构成了点焊接头。在良好的点焊焊接循环条件 下,接头的形成过程是预压、通电加热和冷却结晶三个连续阶段所组成。 (1)预压阶段:在电极压力的作用下清除一部分接触表面的不平和氧化膜,形成物理触点,为焊接电 流的顺利通过及表面原子的键合作准备。(2)通电加热阶段:在热与机械力作用下形成塑性环、熔核,并 随着通电加热的进行而长大,直到获得需要的熔核尺寸。通电刚开始,由于边缘效应,使焊件接触面边缘 处温度首先升高,接着由于金属加热膨胀,接触面和电流场均扩展并伴有绕流现象,而靠近电极的焊接区 金属散热较有利,从而在焊接区内形成了回转双曲面的加热区,其周围产生了较大的塑性变形。随着通电 加热的持续,电极与工件接触表面增加,表面金属的冷却增强,而焊接区中心部位由于散热困难温度继续 升高,形成被塑性环包围的回转四方形液态熔核。继续延长通电时间,塑性环和熔核不断长大。当焊接温 度场进入准稳态时,最终获得椭圆形液态熔核,周围是将熔核紧紧包围的塑性环。(3)冷却结晶阶段:使 液态熔核在压力作用下冷却结晶。由于材质和焊接规范特征不同,熔核的凝固组织可有三种:柱状组织、 等轴组织、“柱状+等轴”组织。 由于点焊加热集中、温度分布陡、加热与冷却速度极快,若焊接参数选用不当,在结晶过程中会出现 裂纹、胡须、缩孔、结合线伸入等缺陷,可通过减慢冷却速度和段压力等措施来防止缺陷产生。 3 点焊熔核有限元仿真点焊是一个多因素及多重非线性的复杂问题。在进行数值模拟时,考虑其可作为轴对称问题,对等厚 板的焊接取l/4平面进行分析。为简化计算,本文假定电极压力恒定。 本文采用简化的轴对称2D模型建立6082铝板点焊的简化模型。出于简化模型的目的,假设上下两块铝 板在与电极端面直径对应的中心部分以及电极端面是粘连的,假设电极-工件间及工件间的接触行为属于无 滑动接触。焊接电流为恒流,材料的热物理性能随温度变化,忽略电流的趋表效应、接触面的热电效应和 接触热阻[4,5]。模型的网格采取自由划分,共含1996个固体单元,2120个节点。被连接材料为6082铝合金, 板厚2.0 mm,采用Cu~Cr合金电极,端部直径6 mm,端部曲面半径40 mm。 3.1 材料属性 材料的热物理性能参数是温度的函数,在模拟中,材料的热物理性能除了密度和潜热外,其他如比热、 导热系数、电阻率等均随温度变化。材料在相变和熔化时存在潜热,模拟中将潜热在相变温度区间均匀折 算为比热容,以模拟其产热效果。 6082铝合金是Al-Mg-Si系铝合金,该合金的组织比较简单,主要合金元素为Mg、Si ,另外还有少量的Fe 、Zn 、Cu 、Mn,主要组织组成物为Mg2Si,Mg/Si比为1.73,大部分合金不是含过量镁就是含过量的硅。当镁过量时,合金的抗蚀性好,但强度与成形性能低;当硅过量时,合金的强度高,但成形性能及焊 接性能较低,抗晶间腐蚀倾向稍好。 3.2 工艺参数 采用直流焊接电源,焊接电流为14 KA,电极压力为1.5 KN,焊接时间为15个周波(相应频率50 Hz)。 具体方案见表1: 3.3 焊接温度场的模拟 焊接温度场的准确计算是焊接冶金分析、残余应力与变形计算以及焊接质量控制的前提,焊件在快速 加热和冷却过程中温度场的正确描述是进行组织转变和焊后接头力学性能分析的前提条件。焊接温度场的 准确计算必须建立起准确的热传递数学模型和符合焊接生产实际的物理模型,并应用有限元 软件的校正工 具,根据具体的焊接工艺和条件对热源进行校正;考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系,建立 了焊接过程的数学模型和物理模型[6,7]。 在焊接过程中,由热源传给焊件的热量,主要是以辐射和对流为主,而母材和焊接材料获得热能后, 热的传播则是以热传导为主。焊接传热过程中所研究的内容主要是焊件上的温度分布及其随时间的温度变 化问题[8]。因此研究焊接温度场,是以热传导为主,适当地考虑辐射和对流作用。 焊件上某点瞬时的温度分布称为温度场,可以表示为: T  T ( X , Y , Z , t ) 式中 T 为焊件上某点的瞬时温度,(x , y , z)是某点的坐标,t是时间。 因此非线性瞬态热传导问题的控制方程可以表示为: 式中 c、ρ为材料的比热容、密度,T为温度场的分布函数,t为时间,kx , ky , kz分别为x , y , z方向 上的导热系数; Q是内热源。 温度场计算时, 将模型的对称面定义为绝热边 界条件, 即 其他周围表面定义为换热边界条件, 即 式中  是材料的热导率,n是边界表面外法线方向,α是表面换热系数,Ta是周围介质温度,Ts是物体表面 温度。 3.4 点焊相变组织的模拟 3.4.1 相变潜热 焊接过程中伴随着相的转变,在有限元计算中其产生的相变潜热以焓的形式表示[9],即 式中  (T )c(T ) 分别为材料的密度和比热,均为温度的函数。 在某一温度增量区间,所产生的总的相变潜热表示为各相值的叠加,即 式中:Aj为第j 相的相变潜热,V j 为第j 相的转变体积比,且 å V j = 1 ;n是材料中相的个数。相的转变体积比,且 ;n是材料中相的个数。3.4.2 相变模拟原理 对于铝合金的相变模拟,主要通过铝合金的回复与再结晶原理,如图1。如果材料有经过温度循环,当 最高温度高于重结晶温度时,重结晶开始发生并产生影响。材料重结晶的比例不仅取决于最高温度,也取 决于热循环过程。可以用如下公式来计算: 等温反应动力学: 非等温反应动力学附加规律: 3.5 模拟计算结果 3.5.1 温度场的模拟结果 如图 2 为焊接时间 250ms 时 l/4 平面所成的温度分布,再通过 sysweld 有限元软件,分别在熔核区 中心,熔合线,热影响区,母材组织上取四个固体单元,形成如图 3 所示的温度曲线。由图 2,3 可以看出 在焊接过程中,熔核中心的最高温度可达 720℃,且长时间温度维持在 700℃左右;熔合线附近可达 600℃, 也长时间维持在这个温度;热影响区最高温度可达 500℃左右;而母材最高温度只达到 300℃左右。 3.5.2 相变组织的模拟结果 通过有限元模拟可得到如图4所示结果,6082铝合金点焊结果会出现明显不同的三相分布分别为:母 材、热影响区和熔核区组织。 4 结果分析和讨论由模拟分析结果可以看出, 6082 铝合金点焊会出现比较明显的三种组织的分布,再根据模拟所用的 焊接参数进行试验验证,然后进行金相组织观察(试样用凯勒试剂浸蚀)。可以得到图 5-图 9 的微观组织 图。 由图 5 可见,6082 铝合金点焊组织有着明显的三个组织相分布,中间的小圆为熔核部分,外圆为热影 响区,外边即为母材,与模拟的相变结果(图 4 所示)完全相同。 铝合金的主要热处理方式是固溶处理和时效处理,通过第二相的沉淀硬化来提高强度、硬度等性能。 6082 铝合金为 T4 状态(固溶处理+自然时效)是经固溶、时效后的合金,其主要强化相是 Mg2Si。在焊 接热循环的影响下,铝合金基体中的这些沉淀相粒子将发生再次固溶、析出和长大过程,对焊接前的基体 产生或多或少的破坏。它们的熔点为 595℃,焊接加热温度超过这一熔点时,部分强化相就会熔解[10]。 图 6 为母材组织,其铝合金基体上分布着粗大且呈长条形的析出相;图 7 为熔核中心组织,其内组织 主要为细小的等轴晶粒;图 8 为处于塑性环熔合线周围的组织,靠近熔合线的熔核区主要是柱状晶粒和部 分等轴晶粒,靠近熔合线的热影响区为粗大的晶粒;图 9 为热影响区中心组织,其铝合金基体上的析出相 细小且呈圆粒状。 从图 4 可以得知,在塑性环内的熔核区中心最高温度远远高于 595℃,可达 720℃左右,且比较长时间 的维持在 700℃,这个温度使熔核区中心的晶粒完全的熔化,在铝合金基体上的第二相重新熔化和固溶, 化合物因固溶而进一步减少。在铝合金基体上分布着弥散的,细小的第二相对晶界移动起着重要的阻碍作 用,第二相质点越细小,数量越多,则阻碍晶粒长大的能力越强,所形成的晶粒也就越细小,且在熔核区 内合金元素溶入的比较多,在很大程度上阻碍了晶界的移动,焊接为快速加热,金属内存在的晶格畸变现 象来不及回复,自扩散系数增加,使合金再结晶晶核增多,造成晶粒细小,所以在熔核中心冷却后形成的 组织为细小的等轴晶粒;由于点焊冷却速度较快,靠近熔合线的熔核区的结晶组织主要是从熔合线向内生 长的柱状晶。运用图 1 描述的铝合金重结晶现象可以发现,靠近塑性环的热影响区的晶粒处于长大阶段, 晶粒生长方向与热流方向一致,有着明显的粗大晶粒且在晶界上分布一些析出相,应为晶粒长大区;6082 合金母材组织为板材组织,其析出相方向与板材成形方向一致,也有少量析出相呈三角形,在晶界上析出, 由于其含有 Cu,Mg,Al,Si,Mn 等合金元素,析出相比较复杂,主要为 Mg2Si。图 6 中的母材组织为退 火组织,所以其部分析出相变的相对细小和一定的圆形状。对于热影响区,其析出相明显比母材组织细小, 且没有方向性,但已经开始出现圆粒状,分布也比母材组织均匀,但还是有一部分为粗大的析出相,且呈 长条形,没有完成再结晶,由图 1 铝合金重结晶原理可知其组织应为回复区和回复再结晶区,晶界基5 结 论1、本文采用数值仿真手段预测熔核的组织,运用sysweld的相变模拟原理,完成对6082铝合金点焊组织的 模拟和预测。 2、采用本文提出的有限元点焊模型,运用相变模拟软件,可以模拟出与实际焊接结果十分吻台的结果,因 此可作为选择和优化点焊参数的一个有效工具。 3、6082铝合金熔核区晶粒细小,组织分布均匀而且弥散,热影响区有着比较明显的回复区,回复与再结晶 区和晶粒长大区,母材组织为板材组织,晶粒方向为轧制方向,且铝基体上分布大量粗大的第二相质点。 4、点焊接头相变组织的模拟是一项新技术,它尚处于起步阶段,在理论上还存在着尚未澄清问题,另外在 计算方法上也有改进余地,其应用更接近空白,因此,有必要从理论和计算方法上进行系统而有深入的 探索,以使新兴方法尽快用于工程实践。 参考文献:赵熹华,姜以宏,薄件点焊熔核凝固组织分析,焊接学报,1994(2):89~93. Ronda J,O liver G J. Consistent Thermo-Mechano-Metallurgical Model of Welded Steel with Unified Approach to Derivation of Phase Evolution Laws and Transformation - Induced Plasticity. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering。2000, 189 (2) : 361~ 417. Yang Z, Elmer J W , Wong J. Evolution of Titanium Arc Weldment Macro and Microstructures- Modeling and Real Time Mapping of Phases。 Welding Journal, 1997, 76 (4) : 172~ 181. Matteo Palmonella, Michael I, Friswell, et al. Finite element models of spot welds in structural dynamics: review and updating[J]. Computers & Structures. 2005,3 (83): 648-661 . Deng X, Chen W, Shi G, et al. Three-dimensional finite element analysis of the mechanical behavior of spot welds[J]. Finite Elements in Analysis and Design. 2007,185( 1): p 160-165. Feulvarch E, Bergheau J.M, Robin V, et al. Resistance spot welding simulation: a general finite element formulation of electrothermal contact conditions Source[J]. The VLSI Journal. 2004, 38(1): 436-441. 唐新新,单平,罗震等.点焊熔核尺寸及焊接电流逆过程设计[J].焊接学报,2007,11:45~48. 潘韧坚等. 基于 ANSYS 的有限元方法在焊接热效应分析中的应用[J]. 焊接技术,2004(1):6~8 刘哲,李午申,陈翠欣等,.热-冶金相互作用下焊接温度场的三维动态有限元模拟 [J ] .机械科学与技术, 2005,12 : 1396 -1399 邹永恒,陶虹,徐国明,等. 6082 铝合金热处理工艺参数的研究[J ]. 金属热处理,2007, 32(10) : 71 - 76. Simulation and Research for the Microstructure of Aluminum Spot给你部分参考

铝合金钎焊工艺研究论文

告诉你一下注意点吧:铝合金焊接不能用CO2焊接;用其他焊接也要用小电流。因为铝极易氧化,极易被烧穿。可以用TIG焊(无极氩弧焊)。

铝合金一般采用惰性气体保护焊,如钨极氩弧焊(TIG)或熔化极氩弧焊(MIG)。TIG焊接主要用于薄板焊接,操作简单,变形小,还可以焊接异种金属。一般铝合金厚度≥8mm的板都需要预热,预热温度在80-120℃间,厚板要注意层间温度的控制,厚板在起弧和收弧处容易出现裂纹,有时需要加引弧板和收弧板,这主要是电弧焊方面的工艺。铝合金焊接也涉及到钎焊工艺方面的,需自己把握了,呵呵。

钎焊,是指低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后,利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法。钎焊时,首先要去除母材接触面上的氧化膜和油污,以利于毛细管在钎料熔化后发挥作用,增加钎料的润湿性和毛细流动性。根据钎料熔点的不同,钎焊又分为硬钎焊和软钎焊。钎焊变形小,接头光滑美观,适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件,如蜂窝结构板、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗,除去油污和过厚的氧化膜,保证接口装配间隙。间隙一般要求在 0.01~0.1毫米之间。较之熔焊,钎焊时母材不熔化,仅钎料熔化;较之压焊,钎焊时不对焊件施加压力。钎焊形成的焊缝称为钎缝。钎焊所用的填充金属称为钎料。钎焊过程:表面清洗好的工件以搭接型式装配在一起,把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍高于钎料熔点温度后,钎料熔化(工件未熔化),并借助毛细作用被吸入和充满固态工件间隙之间,液态钎料与工件金属相互扩散溶解,冷凝后即形成钎焊接头。应用特点⑴钎焊加热温度较低,接头光滑平整,组织和机械性能变化小,变形小,工件尺寸精确。⑵可焊同种金属,也可焊异种材料,且对工件厚度差无严格限制。⑶有些钎焊方法可同时焊多焊件、多接头,生产率很高。⑷钎焊设备简单,生产投资费用少。⑸接头强度低,耐热性差,且焊前清整要求严格,钎料价格较贵。折叠应用钎焊不适于一般钢结构和重载、动载机件的焊接。主要用于制造精密仪表、电气零部件、异种金属构件以及复杂薄板结构,如夹层构件、蜂窝结构等,也常用于钎焊各类异线与硬质合金刀具。钎焊时,对被钎接工件接触表面经清洗后,以搭接形式进行装配,把钎料放在接合间隙附近或直接放入接合间隙中。当工件与钎料一起加热到稍高于钎料的熔化温度后,钎料将熔化并浸润焊件表面。液态钎料借助毛细管作用,将沿接缝流动铺展。于是被钎接金属和钎料间进行相互溶解,相互渗透,形成合金层,冷凝后即形成钎接接头。钎焊在机械、电机、仪表、无线电等部门都得到了广泛的应用。硬质合金刀具、钻探钻头、自行车车架、换热器、导管及各类容器等;在微波波导、电子管和电子真空器件的制造中,钎焊甚至是唯一可能的连接方法。折叠钎焊的特点一是接头表面光洁,气密性好,形状和尺寸稳定,焊件的组织和性能变化不大,可连接相同的或不相同的金属及部分非金属。钎焊时,还可采用对工件整体加热,一次焊完很多条焊缝,提高了生产率。但钎焊接头的强度较低,多采用搭接接头,靠通过增加搭接长度来提高接头强度;另外,钎焊前的准备工作要求较高。二是钎料熔化而焊件不熔化。为了使钎接部分连接牢固,增强钎料的附着作用,钎焊时要用钎剂,以便清除钎料和焊件表面的氧化物。硬钎料(如铜基、银基、铝基、镍基等),具有较高的强度,可以连接承受载荷的零件,应用比较广泛,如硬质合金刀具、自行车车架。软钎料(如锡、铅、铋等),焊接强度低,主要用于焊接不承受载荷但要求密封性好的焊件,如容器、仪表元件等。钎焊采用熔点低于母材的合金作钎料,加热时钎料熔化,并靠润湿作用和毛细作用填满并保持在接头间隙内,而母材处于固态,依靠液态钎料和固态母材间的相互扩散形成钎焊接头。钎焊对母材的物理化学性能影响小,焊接应力和变形较小,可焊接性能差别较大的异种金属,能同时完成多条焊缝,接头外表美观整齐,设备简单,生产投资小。但钎焊接头的强度较低,耐热能力差。

铝合金微弧氧化膜层性能论文研究

目前,轻金属材料,例如铝、镁、钛及其合金,以其重量轻、比强度高、辗性和延展性 好、易于加工的特点广泛用于航天、航空、汽车、建筑以及电子行业。但是轻金属的表面质 软、不耐磨损、不耐高温,尤其是铝的腐蚀电位较低,全面腐蚀比较严重。为了克服轻金属表 面性能方面的缺陷,扩大应用范围,延长使用寿命,常需要对轻金属材料的表面进行氧化, 使其表面生成一层保护膜,用以提高轻金属的表面性能和装饰性。在轻金属材料表面进行微弧氧化获得微弧氧化膜具有很多优点前处理简单、膜 层生长速度快、硬度高、电解液不污染环境。因而微弧氧化技术的应用越来越广泛。但是现 有的微弧氧化膜的膜层颜色单一,通常只局限于白色、黑色、黑灰色等色调。为了使其具有 更美观的装饰效果,要求微弧氧化膜具备彩色的效果。为了使微弧氧化膜具备彩色的效果,有人在微弧氧化的电解液中直接添加颜料或 者染料,但是,这样会使微弧氧化膜在轻金属材料表面的附着力变差,并且上色不均匀,达 不到希望的效果。还有人在研究中将在表面上形成了微弧氧化膜的轻金属材料浸入放置了染色剂 的染色槽中进行着色。但是,这样进行染色的微弧氧化膜颜色不均匀,附着力差,容易脱落, 并且很难达到预期的染色效果。发明内容本发明要解决的技术问题是现有技术中使微弧氧化膜表面的颜色不均匀、附着力 差的缺陷,从而提供一种能够形成彩色微弧氧化膜且该彩色微弧氧化膜表面的颜色均匀、 附着力好的微弧氧化的电解液。本发明提供了一种微弧氧化电解液,其中,包括成膜剂和调色剂的水溶液且电解 液的Ph为6. 0-12 ;所述成膜剂是磷酸盐和/或硅酸盐,所述调色剂是钛化合物;所述成膜 剂的含量为5-50g/L,所述调色剂的含量为5-30g/L。本发明要解决的另一技术问题是现有技术中使微弧氧化膜表面的颜色不均匀、附 着力差的缺陷,从而提供一种能够形成彩色微弧氧化膜且该彩色微弧氧化膜表面的颜色均 匀、附着力好的微弧氧化方法。还提供一种微弧氧化方法,一种微弧氧化的方法,该方法包括将轻金属材料置于 盛有电解液的电解槽中,以轻金属材料为阳极,以不锈钢板为阴极,在微弧氧化的条件下使 轻金属材料表面形成微弧氧化膜,其中,所述电解液为本发明所述的微弧氧化的电解液。采用本发明提供的微弧氧化电解液及电解方法对轻金属进行微弧氧化,能够在轻 金属表面获得蓝色的陶瓷膜,改变了以往的微弧氧化技术在颜色方面的局限,将灰黑和灰 白色调扩展到彩色领域,而且颜色很均匀,使轻金属产品具有美观的装饰效果。此外本发明所形成的微弧氧化膜的耐蚀性、耐污性和致密性也均有所提高,表面具有陶瓷质感。本发明 所述的微弧氧化电解液及微弧氧化方法既加强了微弧氧化所特有的功能性,又丰富了铝合 金微弧氧化膜的装饰性,因此扩展了微弧氧化技术的应用领域,大大提升了铝合金加工件 的附加价值和实际使用价值。具体实施例方式本发明提供了 一种微弧氧化电解液,该电解液包括成膜剂和调色剂的水溶液且电 解液的Ph为6. 0-12 ;所述成膜剂是磷酸盐和/或硅酸盐,所述调色剂是钛化合物;所述成 膜剂的含量为5-50g/L,所述调色剂的含量为5-30g/L。根据本发明提供的电解液,所述磷酸盐或硅酸盐为所述电解液中的主成膜剂,主 要影响微弧氧化膜的成膜速度和膜层致密度。在一定的范围内,随着磷酸盐或硅酸盐浓度 的增加,微弧氧化成膜速度加快。根据本发明所提供的微弧氧化电解液,所述钛化合物为调色剂,改变其含量在溶 液中的组成,可以改变微弧氧化膜颜色的深浅,得到蓝色系列的微弧氧化膜,所述钛的化合 物为草酸钛钾、二氧化钛中的一种或多种。根据本发明所提供的微弧氧化电解液,在优选情况,所述成膜剂为磷酸盐和硅酸 盐的混合物。所述磷酸盐的含量为5-50g/L、优选为10-30g/L,所述硅酸盐的含量为5_50g/ L、优选为8-15g/L,调色剂的含量为5-30g/L、优选为10_20g/L。根据本发明提供的电解液,在优选情况下,所述磷酸盐为三偏磷酸钠、六偏磷酸 钠、三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、磷酸钠、多聚磷酸钾中的一种或多种;所述硅酸盐为硅酸钠、 硅酸钾、水玻璃中的一种或多种。根据本发明所提供的微弧氧化电解液,在优选情况下,所述电解液还包括添加剂, 所述添加剂的含量为0-30g/L,更有选为5-15g/L ;所述添加剂为钨酸钠、钼酸钠、硼砂、钼 酸铵、硼酸、钨酸钾、钼酸钾中的一种或多种。所述添加剂可以改善轻金属表面微弧氧化膜 的表面性能,例如硬度、细致度、均匀性和耐污性。根据本发明提供的电解液,为了使电解液的pH值为6-12,本发明的电解液还包括 Ph调节剂,所述电解液的pH值可以通过本领域技术人员公知的方法来调节,例如通过加入 碱来调节,所述碱可以为氢氧化钠和/或氢氧化钾,所述碱在电解液中的含量为0-10g/L, 优选为0-5g/L。根据本发明所提供的微弧氧化电解液,在优选情况下,所述电解液还包括稳定剂, 所述稳定剂的含量为0-10ml/L,所述稳定剂为丙三醇、乙二醇、丁二醇中的一种或多种。所 述稳定剂可以起到稳定溶液的作用,使电解过程中不易产生溶液飞溅。本发明提供的微弧氧化方法包括将轻金属材料置于盛有电解液的电解槽中,以轻 金属材料为阳极,以不锈钢板为阴极,在微弧氧化的条件下使轻金属材料表面形成微弧氧 化膜,其中,所述电解液为本发明提供的微弧氧化电解液。根据本发明提供的方法,在优选情况下,所述微弧氧化的条件包括,电流密度为 3-30A/dm2,电压为300-600V,电解液的温度为15_60°C,微弧氧化的时间为5_80分钟。根据本发明提供的方法,可以获得附着在轻金属表面厚度为1-100微米微弧氧化膜。4根据本发明提供的方法,在优选情况下,所述轻金属材料可以为铝或铝合金,例如 铝合金材料可以是牌号为2024、5052、6061、6063、的铝合金材料。本发明对轻金属进行微弧氧化的具体步骤还包括前处理,即对轻金属材料进行脱 脂。对轻金属材料进行脱脂的方法为本领域技术人员公知的各种方法,例如该方法包括,将 轻金属材料浸泡于脱脂溶液中2-5分钟,然后用水冲洗干净。脱脂溶液的组分及配方含量 为本领域技术人员公知的各种组分及配方含量,例如本发明所选用的脱脂溶液为含有碳酸 钠15-25g/L、磷酸钠10_20g/L、三聚磷酸钠2_5g/L、氢氧化钠0-0. 5g/L的水溶液,并且脱脂 溶液的温度为35-45°C。根据本发明提供的方法,在优选情况下,对轻金属表面形成的微弧氧化膜的微孔 进行封闭,然后干燥。对轻金属表面形成的微弧氧化膜的微孔进行封闭的方法可以采用本领域技术人 员所公知的各种方法,例如水封闭法、有机硅封孔等方法。本发明优选采用水封闭法,该方 法包括用70-90°C的纯水浸泡附着有微弧氧化膜的轻金属0. 5-10分钟。对轻金属表面形成的彩色微弧氧化膜的微孔进行封闭后,接着干燥。干燥的方法 可以采用本领域技术人员所公知的各种方法,例如干燥可以采用20-50°C的风吹干。下面采用实施例的方式对本发明进行进一步详细地描述。实施例11、前处理将铝合金工件(6061)浸泡于脱脂溶液中3分钟,然后用水冲洗干净。脱脂溶液为 含有氢氧化钠0. 01克/升,磷酸钠15克/升、碳酸钠20克/升和三聚磷酸钠3克/升的 水溶液,脱脂溶液的温度为40°C。2、微弧氧化将脱脂后的铝合金工件浸入微弧氧化电解液中,以铝合金工件为阳极,不锈钢板 为阴极,在25°C的条件下采用脉冲微弧氧化电源进行微弧氧化,电源频率为500HZ,占空比 为20%,电压为300伏特,电流密度为5A/dm2,微弧氧化30分钟,完成后取出用纯水清洗干 净。该微弧氧化电解液为含有三聚磷酸钠20g/L,草酸钛钾15g/L,电解液的PH为6. 5。将上述进行微弧氧化后的铝合金工件浸入温度为85°C的热纯水中封闭5分钟,然 后取出于20°C热风吹干。最终得到附着有厚度为10微米的蓝色微弧氧化膜的铝合金产品。经过目视观察, 颜色很均匀。实施例2按照实施例1中描述的方法对铝合金工件(2024)进行微弧氧化,不同的是,微弧 氧化电解液为含有三聚磷酸钠20g/L,硅酸钠8g/L,氢氧化钠2g/L,草酸钛钾15g/L,丙三醇 5ml/L的水溶液,电解液的PH为10。微弧氧化的电源频率为800HZ,占空比为20%,电流密 度为3A/dm2,电压为300V,微弧氧化的时间为30分钟。最终获得附着有厚度为12微米的蓝色微弧氧化膜的铝合金产品。经过目视观察, 颜色很均匀。实施例3按照实施例1中描述的方法对铝合金工件(6061)进行微弧氧化,不同的是,微弧氧化电解液为含有六偏磷酸钠15g/L,三偏磷酸钠15g/L,氢氧化钠4g/L,草酸钛钾25g/L, 钨酸钠4g/L的溶液,电解液的PH为12。微弧氧化的电源频率为3000HZ,占空比为25%,电 流密度为ΙΟΑ/dm2,电压为500V,微弧氧化的时间为40分钟。最终获得附着有厚度为15微米的深蓝色微弧氧化膜的铝合金产品。经过目视观 察,颜色很均匀。实施例4按照实施例1中描述的方法对铝合金(6063)工件进行微弧氧化,不同的是,微弧 氧化电解液为含有六偏磷酸钠5g/L,三偏磷酸钠5g/L,氢氧化钠4g/L,草酸钛钾5g/L,乙二 醇7ml/L,钨酸钠12g/L的水溶液,电解液的Ph为12。微弧氧化的电源频率为1000HZ,占空 比为40%,电流密度为15A/dm2,电压升到460V,微弧氧化的时间为40分钟。最终获得附着有厚度为10微米的浅蓝色微弧氧化膜的铝合金产品。经过目视观 察,颜色很均匀。实施例5按照实施例1中描述的方法对铝合金5052工件进行微弧氧化,不同的是,微弧氧 化电解液为含有六偏磷酸钠20g/L,三偏磷酸钠20g/L,硅酸钠10g/L,氢氧化钠4g/L,草酸 钛钾10g/L,乙二醇10ml/L,硼酸钠20g/L的水溶液,电解液的Ph为12。微弧氧化的电源 的频率为1500HZ,占空比为15%,电流密度为8A/dm2,电压升到480V,微弧氧化的时间为30 分钟。最终获得附着有厚度为16微米的蓝色微弧氧化膜的铝合金产品。经过目视观察, 颜色很均匀。实施例6按照实施例1中描述的方法对铝合金5052工件进行微弧氧化,不同的是,微弧氧 化电解液为含有六偏磷酸钠20g/L,三偏磷酸钠10g/L,硅酸钠5g/L,氢氧化钠10g/L,草酸 钛钾30g/L,硼酸钠30g/L的水溶液,电解液的Ph为13。微弧氧化的电源的频率为3000HZ, 占空比为5%,电流密度为30A/dm2,电压升到600V,微弧氧化的时间为30分钟。最终获得附着有厚度为14微米的蓝色微弧氧化膜的铝合金产品。经过目视观察, 颜色很均匀。实施例7按照实施例1中描述的方法对铝合金6061工件进行微弧氧化,不同的是,微弧氧 化电解液为含有六偏磷酸钠5g/L,硅酸钠6g/L,草酸钛钾10g/L,硼酸钠5g/L的水溶液,电 解液的Ph为7。微弧氧化的电源的频率为2000HZ,占空比为15%,电流密度为20A/dm2,电 压升到480V,微弧氧化的时间为30分钟。最终获得附着有厚度为11微米的蓝色微弧氧化膜的铝合金产品。经过目视观察, 颜色很均匀。对比例1按照实施例1中描述的方法对铝合金6061工件进行阳极氧化,不同的是,微弧氧 化电解液为六偏磷酸钠20g/L,三偏磷酸钠20g/L,硅酸钠6g/L,氢氧化钠4g/L,硼酸钠5g/ L的水溶液,电解液的Ph为12的水溶液。微弧氧化的电流密度为8A/dm2,电压升到480V, 微弧氧化的时间为30分钟。然后将样品放入蓝色有机染料溶液中放置5分钟。最终获得附着有厚度为12微米的浅蓝色不均匀的微弧氧化膜的铝合金产品。性能测试(1)、附着力测试将制备得到的经过表面处理的样品按照胶带试验测定粘合性的方法(ASTM D3359-02)的方法,进行附着力测试。(2) RCA 纸带耐磨测试(F2357-04)使用型号为F350008的RCA纸带耐磨仪,在175克力下磨擦产品表面的微弧氧化 膜层,磨至露出铝合金材料表面时,记录橡胶轮转动的圈数。(3)铅笔硬度测试(ASTMD 3363-74)仪器铅笔硬度计F130027检验方法按照ASTM D3363,负荷750克,铅笔三菱UNI(4)中性盐雾腐蚀测试将产品样品置于盐雾腐蚀试验箱(上海源正实验仪器有限公司,FQY050)内,在 35°C下用浓度为5士0. 5重量%的氯化钠水溶液在产品样品表面连续喷雾48小时,然后取 出进行观测,并记录产品样品表面的腐蚀面积占膜层总面积的百分含量作为盐雾腐蚀比 例。表 权利要求一种微弧氧化电解液,其特征在于,包括成膜剂和调色剂的水溶液且电解液的Ph为6.0 12;所述成膜剂是磷酸盐和/或硅酸盐,所述调色剂是钛化合物;所述成膜剂的含量为5 50g/L,所述调色剂的含量为5 30g/L。2.根据权利要求1所述的微弧氧化电解液,所述磷酸盐为三偏磷酸钠、六偏磷酸钠、三 聚磷酸钠、多聚磷酸钠、磷酸钠、多聚磷酸钾中的一种或多种;所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾 中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的微弧氧化电解液,所述钛的化合物为草酸钛钾、二氧化钛中 的一种或两种。4.根据权利要求1所述的微弧氧化电解液,还包括添加剂,所述添加剂的含量为 0-30g/L;所述添加剂为钨酸钠、钼酸钠、硼砂、钼酸铵、硼酸、钨酸钾、钼酸钾中的一种或多 种。5.根据权利要求1所述的微弧氧化电解液,还包括Ph调节剂,所述Ph调节剂为O-IOg/ L,所述Ph调节剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾。6.根据权利要求1所述的微弧氧化电解液,还包括稳定剂,所述稳定剂的含量为 0-10ml/L,所述稳定剂为丙三醇、乙二醇、丁二醇中的一种或多种。7.一种微弧氧化方法,该方法包括将轻金属材料置于盛有电解液的电解槽中,以轻金 属材料为阳极,以不锈钢板为阴极,在微弧氧化的条件下使轻金属材料表面形成微弧氧化 膜,其特征在于,所述电解液为权利要求1-6中任意一项所述的微弧氧化的电解液。8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述微弧氧化的条件包括,采用脉冲微弧氧化电 源进行微弧氧化,电源频率为500-3000HZ,占空比为5-40%,电流密度为3_30A/dm2,电压为 300-600V,微弧氧化的温度为15-60°C,微弧氧化的时间为5_80分钟。9.根据权利要求7所述的方法,其中,所述轻金属材料为铝或铝合金。全文摘要本发明属于微弧氧化领域,涉及一种微弧氧化电解液,该电解液包括成膜剂和调色剂的水溶液且电解液的pH为6.0-12;所述成膜剂是磷酸盐和/或硅酸盐,所述调色剂是钛化合物;所述成膜剂的含量为5-50g/L,所述调色剂的含量为5-30g/L。采用本发明提供的微弧氧化电解液对轻金属进行微弧氧化,能够在轻金属表面获得蓝色的陶瓷膜,改变了以往的微弧氧化技术在颜色方面的局限,将灰黑和灰白色调扩展到彩色领域,而且颜色很均匀,使轻金属产品具有美观的装饰效果。此外本发明所形成的微弧氧化膜的耐蚀性、耐污性和致密性也均有所提高,表面具有陶瓷质感。本发明还提供了一种微弧氧化方法。文档编号C25D11/02GK101985768SQ20091010906公开日2011年3月16日 申请日期2009年7月29日 优先权日2009年7月29日发明者谢呈德, 陆平, 高乡明 申请人:比亚迪股份有限公司完整全部详细技术资料下载

铝铸件的损坏主要发生在表面,铝合金材料表面增强具有重要的经济价值。铸造铝合金表面耐腐蚀性能的改善通过微弧氧化、电沉积、多弧离子镀、化学复合镀和化学转化膜等电化学方法来实现。铸造铝合金可以通过电化学方法获得改性层,其目的是赋予表面耐腐蚀性、耐磨性、装饰性以及其他特性。 1微弧氧化陶瓷层 微弧氧化(Microarcoxidation,MAO)又称微等离子体氧化(Microplasmaoxidation,MPO),是通过电解液与相应电参数的组合,在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用,生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层。由于在微弧氧化过程中,化学氧化、电化学氧化、等离子体氧化同时存在,微弧氧化工艺将工作区域引入到高压放电区域,极大地提高了膜层的综合性能。微弧氧化膜层与基体结合牢固,结构致密,韧性高,具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘等特性。该技术操作简单和易于实现膜层功能调节,而且工艺不复杂,不造成环境污染,是一项全新的绿色环保型材料表面处理技术,在航空航天、机械、电子、装饰等领域具有广阔的应用前景。 合金元素Cu、Mg有利于微弧氧化的进行,而Si元素则有碍于微弧氧化。侯朝辉等[1]对含硅量为8%~12%的ZL系列铸铝合金的微弧氧化工艺条件、膜层结构以及成膜过程进行了研究。结果表明:铸铝合金在水玻璃复合体系中进行微弧氧化,可以得到一层细腻、均匀、较厚、显微硬度较高的陶瓷氧化膜;微弧氧化电解液体系中,水玻璃能够使铸铝合金的微弧氧化顺利进行;Na2WO4和EDTA二钠复配可提高膜层硬度;该研究条件下获取ZL109合金微弧氧化膜的工艺条件为NaOH:2~4g/L,水玻璃:5~7mL/L,Na2WO4:2~4g/L,EDTA二钠:2~4g/L,微弧氧化电流密度30~40A/dm2,溶液温度30~40℃,强搅拌。此外,龚建飞等[2]也对ZL109的微弧氧化进行了研究,获得了致密层厚度76μm以上,显微硬度HV1600均匀氧化陶瓷膜层。 ADC12压铸铝合金广泛应用于汽车、摩托车和仪器等行业的活塞、带轮等零部件和结构件。张金彬等[3]研究了ADC12铝合金表面微等离子体氧化法制备黑色陶瓷膜的电解液成分和电参数等对膜层性能的影响,结果表明,磷酸钠浓度较低,表面粗糙,浓度过高易析盐和膜层崩落,最佳浓度为12~15g/L;添加剂M1和M2组分中的金属元素氧化物K在膜层中的比重越大,膜层黑色饱和度越高越稳定,其最佳浓度分别为10.0~11.0g/L和15.0~18.0g/L;使膜层黑色均匀的最佳pH值为8.0~9.0;形成饱和深黑色的最佳电流密度为3.0~4.0A/dm2;采用最佳的电解液配方制备的黑色膜层厚度在20~30μm,硬度HV500~700,黑色饱和度在0.8~1.0。 王宗仁等[4]将等离子体增强的电化学表面陶瓷化(PECC技术)工艺应用在Y112压铸铝合金表面强化处理上,使其表面生成α-Al2O3和γ-Al2O3相的陶瓷膜。据称该膜性能均优于特富隆技术涂层。 金玲等[5]对ZL109合金和SiCp/ZL109复合材料表面进行微弧氧化,研究发现,ZL109合金和SiCp/ZL109复合材料都可以进行表面微弧氧化,其微弧氧化层由两层结构组成,分别为疏松层和致密层。ZL109合金微弧氧化层主要由不同结构的Al2O3相组成,SiCp/ZL109复合材料微弧氧化层由Al2O3和MgAl13O40组成。 交流电源恒流条件下铝合金表面微弧氧化-黑化一体化处理[6]研究显示,钒酸盐对微弧氧化陶瓷膜的黑化效果具有决定性作用;黑色陶瓷膜色泽稳定,具有较高的显微硬度,并能对基体金属提供有效的腐蚀防护;黑色陶瓷膜主要元素组成包括O、Al、Si、V和P,膜中化合物主要以无定形态和/或微晶态形式存在,只发现少量的γ-Al2O3和ε-Al2O3晶体;黑色陶瓷膜为较为疏松的单层结构,其表面在微观尺度上粗糙不平,存在较为密集的尺寸为μm量级的微孔,并有明显的高温烧结痕迹和微裂纹;黑色陶瓷膜的微观结构与其形成机制有关。 ZL101铸造铝2硅合金微弧氧化陶瓷膜[7]生长分为3个阶段,氧化初期,电流密度较高,但膜层生长较慢。在膜快速生长阶段,膜生长速率达到极大值;膜生长进入平稳期后,基本保持恒定,样品的外部尺寸不再增加,膜逐渐转向基体内部生长;合金化元素硅的影响主要表现为氧化初期对膜生长的阻碍作用;铸造铝合金经过微弧氧化处理后,腐蚀电流大幅下降,极化电阻增加了几个数量级;较薄的微弧氧化膜同样大幅度提高了铝-硅合金的耐蚀性。 中性盐雾腐蚀试验法研究高强度铸造铝合金ZL205微弧氧化陶瓷膜[8]的结果表明,微弧氧化处理能显著提高ZL205的耐腐蚀性能,随着厚度的增加,陶瓷膜的耐腐蚀性能提高,但在厚度达到一定值后,陶瓷膜的耐腐蚀性能提高不明显;随着厚度的增加,微弧氧化膜的表面形貌和相结构都发生变化,从而导致微弧氧化膜的耐腐蚀性能发生变化。 2电沉积层 电沉积(electrodeposition)是金属或合金从其化合物水溶液、非水溶液或熔盐中电化学沉积的过程。是金属电解冶炼、电解精炼、电镀、电铸过程的基础。这些过程在一定的电解质和操作条件下进行,金属电沉积的难易程度以及沉积物的形态与沉积金属的性质有关,也依赖于电解质的组成、pH值、温度、电流密度等因素。吴向清等[9]利用电化学方法对ZL105铝合金表面电沉积Ni2SiC复合镀层的耐蚀性能进行了研究。结果表明,Ni2SiC复合镀层的表面形貌与纯Ni镀层截然不同,耐蚀性能优于纯Ni镀层,经过300℃×2h热处理后,耐蚀性能进一步得到提高。 3多弧离子镀层 多弧离子镀是真空室中,利用气体放电或被蒸发物质部分离化,在气体离子或被蒸发物质粒子轰击作用的同时,将蒸发物或反应物沉积在基片上。离子镀把辉光放电现象、等离子体技术和真空蒸发三者有机结合起来,不仅能明显地改进了膜质量,而且还扩大了薄膜的应用范围。其优点是薄膜附着力强,绕射性好,膜材广泛等。离子镀种类很多,蒸发远加热方式有电阻加热、电子束加热、等离子电子束加热、高频感应加热等。多弧离子镀采用的是弧光放电,而并不是传统离子镀的辉光放电进行沉积。简单的说,多弧离子镀的原理就是把阴极靶作为蒸发源,通过靶与阳极壳体之间的弧光放电,使靶材蒸发,从而在空间中形成等离子体,对基体进行沉积。在ZL201铝合金表面多弧离子镀Ti-Cr-N涂层,并在Ti-Cr-N涂层上制备一层脂类薄膜[10]。结果表明:Ti-Cr-N涂层中的Cr以固溶体的方式存在于TiN晶体中,没有形成单独的CrN相;涂层可以有效提高ZL201铝合金的抗盐雾腐蚀的能力。 4化学复合镀层 在镀覆溶液中加入非水溶性的固体微粒,使其与主体金属共同沉积形成镀层的工艺称之为复合镀。若采用电镀的工艺则称之为复合电镀;若采用化学镀的工艺则称之为复合化学镀。所得镀层称为复合镀层。原则上,凡可镀覆的金属均可作为主体金属,但研究和应用较多的是镍、铬、钴、金、银、铜等几种金属。作为固体微粒主要有两类,一类是提高镀层耐磨性的高硬度、高熔点的微粒;一类是提高镀层自润滑特性的固体润滑剂微粒。在铸铝表面制备Ni-P-金刚石化学复合镀层[11],结果表明,硫酸高铈能促进金刚石微粒进入镀层,随硫酸高铈含量增加镀液稳定性大幅提高后趋于平稳,Ni-P-金刚石复合镀层耐磨性优于Ni-P镀层,添加2mg/L硫酸高铈后进一步显著提高,与Ni-P镀层相比,复合镀层耐蚀性差,添加硫酸高铈后有所改善。 5化学转化膜 化学转化膜是使金属与特定的腐蚀液相接触,在一定条件下发生化学反应,在金属表面形成一层附着力良好的、难溶的生成物膜层。这些膜层,或者能保护基体金属不受水和其它腐蚀介质的影响,或者能提高有机涂膜的附着性和耐老化性,或者能赋予表面其它性能。化学转化膜由于是基体金属直接参与成膜反应而生成,因而与基体的结合力比电镀层和化学镀层大的多。几乎所有的金属都可以在选定的介质中通过转化处理,得到不同应用目的的化学转化膜,但目前工业上应用较多的是钢铁、铝、锌、铜、镁及其合金。化学转化膜同金属上别的覆盖层(例如金属的电沉积层)不一样,它的生成必须有基底金属的直接参与,与介质中阴离子生成自身转化的产物(MmAn),因此也可以说化学转化膜的形成实际上可看作是受控的金属腐蚀的过程。化学转化膜按膜的主要组成物的类型分为:氧化物膜,磷酸盐膜,铬酸盐膜,草酸盐膜等。 铝合金在大气环境下容易发生晶间腐蚀而破坏。目前应用的高强度铸造铝合金一般含有硅、铜、镁等元素,这些元素的加入增加了合金的腐蚀敏感性。其次是表面硬度低,容易磨损,外表光泽不能保持长久,所以要求有较高的保护措施。其中在铝合金表面上生成化学转化膜具有设备简单、成本低、投资省等优点。彭靓等[12]采用铬酸盐法在Y112合金上生成化学转化 膜,实验结果表明,该转化膜具有高的耐腐蚀性,并具有美观的金黄色外表面。 以锰酸盐和锆盐为主盐,在铝合金表面化学氧化得到的化学氧化膜[13]的腐蚀电位比铝合金试样的腐蚀电位正0.45V左右,腐蚀电流密度仅0.286μA/cm2;交流阻抗谱图低频端的阻抗值比铝合金试样的值大一个数量级;铝合金化学氧化膜外观呈金黄色,具有规则排列的柱状生长结构。 葛圣松等[14]用无铬化学方法在铸铝合金表面制得黑色转化膜,利用点滴试验评价了膜的耐蚀性能。分别采用扫描电镜及电子探针观察膜的形貌、测定其组成元素,最后提出了黑色膜的形成机理和耐蚀机理。 6结语 铸造铝合金的表面耐腐蚀性处理可以通过电化学方法得以改善。现有的研究多停留在试样上,应用研究较少。在实际应用中,单独用一种工艺技术就能提高铸造铝合金的防护性、装饰性和功能性问题比较少见,有必要对现有的改性技术综合考虑,对此开展系统的研究。铸造铝合金的表面耐腐蚀性改善和耐磨性改善的综合研究更有意义。

碘氧化铋制备工艺研究论文

实验方案设计是指为了达到一定的实验目的而综合运用元素化合物知识和实验基本操作所进行的化学实验的设计,下面我给大家介绍关于实验方案设计范文的相关资料,希望对您有所帮助。

药品:

半枝莲、95%乙醇、盐酸小檗碱对照品、蒸馏水、盐酸溶液、氢氧化钠溶液、碘-碘化钾试剂

仪器:

722型紫外分光光度计、电子分析天平、电热恒温水浴锅、数据超声波清洗器、微型植物粉碎机、PH计、加热板、循环水式多用真空泵

实验方法:

超生波提取法、半仿生法、正交实验、生物碱的鉴定方法

实验步骤:

一、药品、仪器的准备

二、对照品溶液的制备、波长的测定、标准曲线的制作、推算出回归方程

三、样液的制备

四、用半仿生法提取半枝莲中生物碱

1、单因素实验

(1)温度对提取效果的影响

(2)酸度对提取效果的影响

(3)碱度对提取效果的影响

(4)料液比对提取效果的影响

2、因素、水平的确定及进行正交实验设计:

由单因素温度、酸度、碱度和料液比作为正交试验的四个水平

进行正交实验以确定半仿生法中最优的提取条件

五、超声波辅助半仿生法提取半枝莲生物碱:在上述半仿生法得到的最优提取条件下进行超声波提取

1、单因素实验

(1)温度对提取效果的影响

(2)提取次数对提取效果的影响

(3)酒精浓度对提取效果的影响

2、因素、水平的确定及进行正交实验设计:

由单因素温度、提取次数、酒精浓度作为正交试验的三个水平进行正交实验以确定在超声波辅助半仿生法提取中的最优条件

六、在超声波辅助半仿生法提取的最优条件下提取半枝莲中生物碱

七、利用紫外分光光度计测定上述提取到的生物碱的吸光度,与标准曲线进行比较,计算出生物碱的量及产率。

八、生物碱的鉴定:

生物碱沉淀反应

1、碘化铋钾试剂反应 取渗漉液1ml,加碘化铋钾试剂1滴~2滴,生成棕色至棕红色者为阳性反应在。

2、碘-碘化钾试剂反应 取渗漉液1ml,加碘-碘化钾试剂1滴~2滴,生成棕黄色沉淀者为阳性反应。

3、硅钨酸试剂反应 取渗漉液1ml,加硅钨酸试剂数滴,生成淡黄色沉淀者为阳性反应。

一、【实验题目】:

印刷条件对预涂膜覆膜质量影响探究

二、【实验设计思路】:

影响覆膜质量因素主要分为两类,即覆膜工艺的影响和印刷条件的影响。覆膜工艺的影响无疑是覆膜的温度、速度、压力三种因素。往往现在对于覆膜质量影响因素大多是考虑到覆膜工艺(温度、速度、压力)的影响因素如出现:打皱、起泡、卷曲、出膜、亏膜、搭边痕的质量因素。而很少考虑印刷条件对覆膜质量的影响。而往往有些时候就是由于印刷条件的因素才影响了覆膜的质量。基于如此这次试验研究的方向就是在规定一定的覆膜条件,通过改变样张印刷所需条件进行打样并将其做预涂膜处理。最终的实验结果是为了探讨印刷条件是如何影响预涂膜质量,是否有一定的规律可循。最后以此为依据确定印刷品覆膜所适宜的最佳印刷条件。

三、【实验仪器及材料】:

(1)IGT印刷适性仪、预涂膜覆膜机、剥离强度仪;

(2)油墨、铜版纸(确定规格,ph值)、BOPP预涂膜。

四、 【实验准备】:

在IGT印刷适性仪进行试验打样,确定一般印刷打样的印刷条件范围。(温度、速度、压力大致范围)。

五、 【实验原理及步骤】:

(1)采用覆合强度指标考察覆膜质量, 覆合强度的测量参考GB2T2790-1995标准进行测量。对于每个试样, 从剥离力和剥离长度的关系曲线上测定平均剥离力, 以N为单位, 记录下至少100mm剥离长度内的剥离力的最大值和最小值, 并计算相应的剥离强度值。

计算公式如下:

σ180 = F /B

式中: σ 180 为剥离强度(N/mm); F为剥离力(N); B为试样宽度(mm)。 利用上式, 计算所有试验试样的平均剥离强度、最小剥离强度和最大剥离强度, 以及它们的算术平均值

(2)利用IGT印刷适性仪在铜版纸上面进行打样。

1、在一定的墨层厚度、印刷速度、印刷压力的情况下进行印刷实地打样,打样后将样条放在正常的印刷环境中进行干燥(干燥时间受纸张、温度、湿度的影响)。通过对不同印刷时间间隔(0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h)的样条在预涂膜覆膜机上面进行覆膜( 覆膜的压力在6. 8mPa, 温度为90 e, 覆膜速度为100r/min)。然后在剥离强度测定仪上测试各样条的剥离强度记录数据,确定最佳覆膜时间间隔。

2、在第一步所确定的最佳印刷时间间隔的条件下,印刷压力、印刷速度一定,改变印刷墨层厚度进行印刷实地打样,对不同墨层厚度(0.5-4.0Lm)下的印刷样条进行同上覆膜处理,在剥离强度测定仪上测试各样条的剥离强度,记录数据。确定覆膜的最佳墨层厚度。

3、在前两步所得到的最佳印刷时间间隔和最佳印刷墨层厚度的情况下,控制印刷压力一定,改变印刷速度(0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0m/s)进行印刷实地打样,对不同印刷速度下的印刷样条进行同上覆膜处理,在剥离强度测定仪上测试各样条的剥离强度,记录数据。确定最佳的印刷速度。

4、根据前三步的实验所得的最佳印刷时间间隔、最佳印刷墨层厚度、最佳印刷速度的情况下,改变印刷压力(200-800N)进行印刷实地打样,对不同印刷压力下的印刷样条进行同上覆膜,在剥离强度测定仪上测试各样条的剥离强度,记录数据。

六、【数据处理】:

七、【实验结果】:

八、【参考文献】:

齐晓堃, 印刷材料及适性北京 :印刷工业出版社 2008.1(普通高等教育印刷工程本科规划教材)

许文才,包装印刷与印后加工 北京:中国轻工业出版社 2010.8 (普通高等教育十五国家规划教材)

冯瑞乾,印刷原理及工艺 北京:印刷工业出版社 1999-4 (高等学校印刷工程类教材)

GB- T2790- 1995,胶粘剂180b剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料[S]

一、实训目标

毕业论文设计是学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的一个十分重要的集中实践环节。

通过这一环节的实施,指导学生掌握论文写作方法,学会调查研究,完成毕业论文设计与写作,并在论文写作实践中得到锻炼,提高分析和解决问题的能力,提升创新意识和专业素质,成为一名善调查、懂研究、能说会写的合格的毕业生。

二、论文设计指导小组

组长:徐先海、鲁伦文

组员:唐娟、李向萍、温晓琼、邓君瑞、卜剑莉

三、论文设计(写作)要求

毕业论文是学生毕业前必须完成的一个重要教学环节。要求学生能够运用在校所学的基本知识、基础理论、技能工具与方法等,研究和探讨实际工作中的相关问题。它是综合考察学生运用所学知识分析问题、解决问题以及操作能力的重要手段。在论文写作过程中要求学生做到:

1、 应在实事求是、深入实际的基础上,运用所学知识,独立写出具有一定质量的毕业论文。

2、 毕业论文选题应在所学专业范围以内,其形式为学术论文、研究报告或分析报告。

3、 毕业论文应做到观点新颖、明确,有独创性;材料翔实、有力;结构完整、谨严;语言准确、通顺流畅。

4、 毕业论文按统一版式的规范化要求(参见系部统一格式),正文字数要求10000-15000字。

四、论文设计实施环节

1、组织动员

时间:10年4月27日

地点:二教(501)

对象:国贸08级全体同学

方式:集体动员会

班主任(辅导员)要协助做好组织动员工作。

2、学生报名分组

毕业论文为学生必修环节,不得免修。11届毕业生要在5月1日前提交报名申请。根据报名情况对其进行分组。每位指导教师指导一组学生,原则上每组不超过18人。

3、指导教师聘任

毕业设计指导教师以对口专业,具有本科学历,且实践能力较强,有一定教学经验的专职老师来担任。指导教师负责学生毕业设计的全程指导工作。

指导教师的职责有:

(1)指导教师应认真履行职责,指导学生组织好毕业论文设计的全过程;

(2)指导教师对论文的选题方向、思想观点、结构格式及文字质量负指导责任,并负责在论文定稿的指定位置按要求签署评阅意见;

评阅意见包括的主要内容有:选题是否恰当,论文主题是否明确;结构是否合理,表述是否准确、流畅;选用资料是否恰当、充分,是否具有代表性;论述的逻辑性是否合理等。

(3)指导教师应督促学生及时与老师联系,按时提交写作提纲、初稿、修改稿和正稿。

(4)指导教师须将指导意见记录在工作纪录本上;

(5)指导教师对每学生的论文指导时间不低于5学时/周。

4、学生设计(撰写)论文

学生在指导老师指导下确定选题。选题要求:

(1)应符合专业培养目标和教学要求,不应脱离专业范围,要有一定的综合性,具有一定的深度和广度;

(2)题目大小适中,对实际工作有一定的指导意义;

(3)应结合当前的热点和难点问题进行思考,鼓励解决实际问题;

(4)选题一经确定,一般不再作变动。

在论文设计(撰写)过程中,指导教师应帮助解决学生在设计(写作)过程中存在的具体问题。论文完成后,指导教师须写出符合整个论文设计过程情况的初评成绩与评语。

5、时间安排(共5周)

布置动员、确定选题阶段:4月27-5月10日;

拟定论文大纲阶段:5月10-24日;

设计(撰写)论文初稿阶段:5月25-6月24日;

修改阶段:20XX年6月25日-20XX年6月

提交论文及论文成绩初评、答辩阶段:20XX年6月底-7月。

五、论文设计成绩评定

毕业论文设计成绩以百分制体现,由指导教师根据学生写作态度和论文质量给出。分优、良、及格、不及格四等。

1、优(90分以上)

(1)符合党和国家的有关方针、政策;

(2)论文选题明确,能够理论联系实际,对经济工作或学术问题的研究有一定的独到性与现实性,并有一定的新意;

(3)论文中心论点突出,论据充足,论证过程逻辑性强,文章结构合理,表述流畅,层次清楚。

2、良(80-89分)

(1)符合党和国家的有关方针和政策,能够运用所学知识,理论联系实际,观点明确,分析比较深入;

(2)论文选题明确,具有一定的现实意义,能用所学知识分析现实经济问题;

(3)论文中心突出,论据较充足,论证过程较有逻辑性,文章结构合理,层次清楚,表述通顺。

3、及格(60-79分)

(1)符合党和国家的有关方针和政策,基本上能够运用所学知识去分析问题,但内容欠充实;

(2)论文的论点较明确,尚能联系实际经济工作;

(3)论文资料尚充足、具体,但比较陈旧,缺乏新意,论证不够充分,缺乏说服力。文章有一定的条理,文字尚通顺。

4、不及格(60分以下)

凡具有以下条款之一者均为不及格。

(1)不符合党和国家的有关方针和政策,或在经济理论上有原则性错误,或未掌握已学的有关专业知识,缺乏写作技能;

(2)论文选题不当,缺乏中心思想和论述主线,结构混乱,层次混淆不清,无逻辑性,主要论据短缺,论点论据脱节或严重搭配不当;

铋的常见化合物 Bi [Bi+5, Bi+3]

化合物名称 英文/ 中文

分子式

摩尔质量

Bismuth Nitrate 硝酸铋

Bi(NO3)3

394.9951

Bismuth(III) Nitrate Pentahydrate 五水硝酸铋(III)

Bi(NO3)3.5H2O

485.0715

Bismuth(V) Phosphate 磷酸铋(Ⅴ)

Bi3(PO4)5

1101.798

Bismuth Sulfate 硫酸铋

Bi2(SO4)3

706.1486

Bismuth(III) Oxide 氧化铋(III)

Bi2O3

465.959

Bismuth(V) Oxide 氧化铋(Ⅴ)

Bi2O5

497.9578

Bismuth(III) Chlorate 氯酸铋(III)

Bi(ClO3)3

459.334

Bismuth(III) Arsenate 砷酸铋(III)

BiAsO4

347.8996

Bismuth(III) Sulfide (III)铋硫化物

Bi2S3

514.1558

Bismuth Carbonate 碳酸铋

Bi2(CO3)3

597.9875

Bismuth(III) Bromide 溴化铋(III)

BiBr3

448.6924

Bismuth(III) Chloride 氯化铋(III)

BiCl3

315.3394

Bismuth(III) Hydrogen Sulfite 亚硫酸铋(III)

Bi(HSO3)3

452.1938

Bismuth(III) Acetate 乙酸铋(III)

Bi(C2H3O2)3

386.1125

Bismuth(III) Nitrite 硝酸铋(III)

Bi(NO2)3

346.9969

Bismuth(V) Phosphide 磷化铋(V)

Bi3P5

781.81

Bismuth(III) Orthophosphate 磷酸铋(III)

BiPO4

303.9518

Bismuth(V) Bromide 溴化铋(Ⅴ)

BiBr5

608.5004

Calcium Bismuthate 钙盐懒人

Ca(BiO3)2

554.0352

Bismuth(III) Chromate 铬酸铋(III)

Bi2(CrO4)3

765.9419

Bismuth(III) Hydroxide 铋(III)氢氧化物

Bi(OH)3

260.0024

Bismuth Oxynitrate 硷式硝酸铋

BiONO3

286.9847

Bismuth(III) Fluoride 氟化铋(III)

BiF3

265.9756

Magnesium Bismuthate 镁盐

Mg(BiO3)2

538.2622

Magnesium Bismuthide 镁铋化物

Mg3Bi2

490.8758

Bismuth Subcarbonate 碱式碳酸铋

Bi2O2CO3

509.9685

Bismuth(III) Hydrogen Carbonate 碳酸铋(III)

Bi(HCO3)3

392.03092

Bismuth(II) Phosphate Bismuth(II)磷酸盐

Bi3(AsO4)2

904.7796

Bismuth(III) Oxyiodide 碘氧化铋(III)

BiOI

351.8843

Bismuth(III) Telluride 铋(III)特柳赖德

Bi2Te3

800.7608

Bismuth(III) Molybdate 钼酸铋(III)

Bi2(MoO4)3

897.8336

来源-一点计算器

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