Введение 3
ГЛАВА I. ТЕОРИЯ О ТЕХНОЛОГИИ МДО 5
1.1. Обоснование актуальности работы 5
1.2. Процесс МДО 5
1.3. Поведение и характеристики разряда МДО 11
1.4. Сравнение схем управления источников тока для технологии МДО 16
Вывод 28
ГЛАВА II. МОДЕЛИРОВАНИЕ ИМИТАЦИОННОЙ СХЕМЫ МДО 29
2.1. Описание имитационной схемы МДО 29
2.2. Моделирование режимов работы схемы 33
2.3. Математическая модель нагрузки и расчёт её параметров 45
2.4. Структурная схема 60
Вывод 62
ГЛАВА III СБОРКА И АНАЛИЗ МАКЕТНОЙ СХЕМЫ 63
3.1. Описание макетной схемы 63
3.2. Проделанные опыты на макетной схеме 67
Вывод 73
Заключение 74
Список используемой литературы 75
На сегодняшний день одна из самых актуальных проблем современной науки найти экологически чистый и результативный способ нанесения защитной пленки на металлические изделия. Микродуговое оксидирование (МДО) - электрохимический процесс, включающий в себя нанесения оксидной плёнки на металлы путём анодирования в гальванической ванне с кислотой. При помощи технологии МДО металлы приобретают следующие неповторимые свойства, такие как: термоустойчивость, изноустойчиовсть, корозоустойчивость и электро изоляционно устойчивость.
Самой главной особенностью МДО это образование внешних микроразрядов на поверхности металлического изделия свойства, которого становятся лучше по сравнению с несением обычной анодной плёнки. Остальные выгодные качества микродугового оксидирования это его нетоксичность в том смысле, что не остаются от этого процесса химические отходы, и, кроме этого, не нужно подготавливать поверхность на начальном этапе и использовать холодильных камер.
МДО используется в основном исключительно всего лишь для групп вентильных металлов и их сплавов. Применение покрытий микродугового оксидирования используются в таких областях производства, как от мелких товаров, так и до промышленных прибор производств.
При изменении площади детали опускаемой в раствор с электролитом
1) Сопротивление изменится (увеличивается проводимость) в сторону уменьшения
2) Пороговое напряжение не изменится, т.к. определяется толщиной слоя
Микродуговое оксидирование является перспективным технологическим процессом, востребованным во многих отраслях промышленности: автомобилестроение, авиастроение и авиакосмическая промышленность, электроника, медицина, фотоника и нанотехнологии. Суть его заключается в обработке поверхности деталей из вентильных металлов и сплавов, в конкретный алюминий, чтобы придать им уникальные свойства: высокую микротвердость, износостойкость и коррозионную стойкость (повышение надежности и долговечности деталей машин); высокая термальная проводимость (позволяет нам изготавливать радиаторы меньшего размера с одинаковым рассеиванием мощности); хорошо биосовместимость (используется в протезировании); упорядоченная структура поверхностного слоя покрытия МДО (позволяет наращивать массивы нанопроволок в матрице из оксида алюминия, например, для получения метаматериалов).
Тем не менее, сложность и многофакторность процесса МДО препятствует коммерческому внедрение этой технологии, потому что режим работы оборудования для каждого приложения имеет свои особенности. Чтобы решить эту проблему, необходимо установить отношения между параметрами технологического процесса МДО и свойствами полученных покрытий.
Работы такого рода уже проводились в России [5] и за рубежом [6] - [9], но они не могли предоставить достаточно информации для полного и всестороннего анализа процесса МДО (влияние только одного или группы параметров процесса МДО по одному или нескольким свойствам покрытия изучены и другие факторы не учитывались). Кроме того, в этих работах исследование свойств МДО покрытий проводились только после их получения. Не было возможности изменить условия получения или контроля свойств покрытий в процессе производства.
В первой главе было подробно описано и разобрано, как происходит процесс МДО, как происходит нарастание слоя. Было проведен анализ схем управления взятый из других научных источников
Во второй главе было разобрана схема управления. Схема управления была разработана и полностью была создана в программе Matlab Simulink. Разработанную схему можно использовать как программу для управления микроконтроллер в источнике тока для технологии микродугового оксидирования. Также во второй главе были рассмотрены структурные схемы.
В третьей главе был собран и отлажен прототип источника тока для технологии МДО на эквивалентных элементах, для того чтобы проанализировать как проходят процессы управления схемой, какие процессы происходят в нагрузке. Прототип был создан для просмотра процессов происходящих в схеме. Для более детального рассмотрения и анализа схемы необходимо разрабатывать алгоритм с учётом всех погрешностей и недостатков.
В будущем данную работу можно использовать как алгоритм управления током нагрузки, который был создан в имитационной модели Matlab Simulink.
