等离子体电解氧化过程中单个稳态微放电的热效应研究

王立世; 潘春旭; 蔡启舟; 魏伯康

doi:10.7498/aps.56.5341

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等离子体电解氧化过程中单个稳态微放电的热效应研究

王立世 , 潘春旭 , 蔡启舟 , 魏伯康

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流体、等离子体和放电

等离子体电解氧化过程中单个稳态微放电的热效应研究

王立世, 潘春旭, 蔡启舟, 魏伯康

物理学报, 2007, 56(9): 5341-5346.

doi: 10.7498/aps.56.5341

Study of the heat effect of single steady-state microdischarge during plasma electrolytic oxidation

Wang Li-Shi, Pan Chun-Xu, Cai Qi-Zhou, Wei Bo-Kang

Acta Phys. Sin., 2007, 56(9): 5341-5346.

doi: 10.7498/aps.56.5341

摘要
详细回顾了有关等离子体电解氧化过程中单个稳态微放电热效应研究的现状；提出了处理过程中电解液/基体界面上离散气泡类型和数量上的变化造成了微放电外观的演化.基于微放电的圆柱形通道模型，并借鉴点热源的传热公式，估算了发生在通道内部及放电衰退过程中毗邻膜层的温度场，为膜层中存在的物相种类(MgAl2O4，Mg2SiO4等)及晶态类型提供了初步的理论分析.

关键词:
等离子体电解氧化 /

镁合金 /

微放电 /

热效应
Abstract
This paper systematically reviews the researches on the heat effect of a single steady-state microdischarge during plasma electrolytic oxidation (PEO) and explaines the causes for the appareut changes of microdischarge population which may be related with the evolution of the type and quantity of the disintegrated gas bubbles formed in the interface between the electrolyte and the substrate. The temperature field inside a microdischarge was estimated by virtue of a cylindrical channel model of microdischarge, and the temperature effect in the coatings adjacent to the microdischarge channel was calculated through the heat transfer equation of point heat source during the decay process of microdischarge, which provides a preliminary theoretical analysis for the types and crystalline states of different phase compositions (MgAl2O4,Mg2SiO4, etc.) contained in the coating formed on the magnesium alloy.

Keywords:
plasma electrolytic oxidation /

magnesium alloy /

microdischarge /

heat effect
作者及机构信息
王立世²,

潘春旭²,

蔡启舟¹,

魏伯康¹

(1)华中科技大学材料科学与工程学院，武汉 430074; (2)武汉大学物理科学与技术学院，武汉 430072

基金项目: 描述此技术的名称有很多，其中重要的包括等离子体电解氧化(plsma electrolytic oxidation)、微弧氧化(microarc oxidation)、阳极火花沉积(anodic spark deposition),等离子体阳极氧化(plasma anodizing).我们认为这些术语在含义上其实是有所区别的，它们往往用于描述U-t曲线中不同的电压区间，本文叙述中均采用等离子体电解氧化(PEO).
Authors and contacts
Wang Li-Shi²,

Pan Chun-Xu²,

Cai Qi-Zhou¹,

Wei Bo-Kang¹

(1)华中科技大学材料科学与工程学院，武汉 430074; (2)武汉大学物理科学与技术学院，武汉 430072
参考文献

施引文献

[1]	张玫玫, 吴意赟, 于洁, 屠娟, 章东. 脉冲占空比对磁性微泡介导的聚焦超声温升效应的影响. 物理学报, 2023, 72(8): 084301. doi: 10.7498/aps.72.20230068
[2]	孟祥琛, 王丹, 蔡亚辉, 叶振, 贺永宁, 徐亚男. 氧化铝表面二次电子发射抑制及其在微放电抑制中的应用. 物理学报, 2023, 72(10): 107901. doi: 10.7498/aps.72.20222404
[3]	彭晓昱, 周欢. 太赫兹波生物效应. 物理学报, 2022, (): . doi: 10.7498/aps.71.20211996
[4]	林舒, 夏宁, 王洪广, 李永东, 刘纯亮. 同轴传输线微放电的统计理论稳态建模及敏感区域计算. 物理学报, 2018, 67(22): 227901. doi: 10.7498/aps.67.20181341
[5]	陈桂波, 张佳佳, 王超群, 毕娟. 一种基于激光辐照热效应的薄膜参数反演方法. 物理学报, 2016, 65(12): 124401. doi: 10.7498/aps.65.124401
[6]	李永东, 闫杨娇, 林舒, 王洪广, 刘纯亮. 微波器件微放电阈值计算的快速单粒子蒙特卡罗方法. 物理学报, 2014, 63(4): 047902. doi: 10.7498/aps.63.047902
[7]	周英, 戴玉, 姚淑娜, 刘军, 陈家斌, 陈淑芬, 辛建国. 激光二极管抽运Nd:YVO4晶体的三维热效应分析. 物理学报, 2013, 62(2): 024210. doi: 10.7498/aps.62.024210
[8]	胡淼, 张慧, 张飞, 刘晨曦, 徐国蕊, 邓晶, 黄前锋. 用于光生毫米波的双频微片激光器热致频差特性研究. 物理学报, 2013, 62(20): 204205. doi: 10.7498/aps.62.204205
[9]	刘全喜, 钟鸣. 激光二极管阵列端面抽运复合棒状激光器热效应的有限元法分析. 物理学报, 2010, 59(12): 8535-8541. doi: 10.7498/aps.59.8535
[10]	张永康, 于水生, 姚红兵, 王飞, 任爱国, 裴旭. 强脉冲激光在AZ31B镁合金中诱导冲击波的实验研究. 物理学报, 2010, 59(8): 5602-5605. doi: 10.7498/aps.59.5602
[11]	宋小鹿, 过振, 李兵斌, 王石语, 蔡德芳, 文建国. 脉冲激光二极管侧面抽运Nd∶YAG激光器晶体时变热效应. 物理学报, 2009, 58(3): 1700-1708. doi: 10.7498/aps.58.1700
[12]	董浩, 任敏, 张磊, 邓宁, 陈培毅. 电流驱动磁化翻转中的热效应. 物理学报, 2009, 58(10): 7176-7182. doi: 10.7498/aps.58.7176
[13]	王健, 李应红, 程邦勤, 苏长兵, 宋慧敏, 吴云. 等离子体气动激励控制激波的机理研究. 物理学报, 2009, 58(8): 5513-5519. doi: 10.7498/aps.58.5513
[14]	黄锋, 邸洪双, 王广山. 用元胞自动机方法模拟镁合金薄带双辊铸轧过程凝固组织. 物理学报, 2009, 58(13): 313-S318. doi: 10.7498/aps.58.313
[15]	许光明, 郑佳伟, 刘勇, 崔建忠. 电磁场作用下溶质元素在镁合金AZ61的分布. 物理学报, 2007, 56(7): 4247-4251. doi: 10.7498/aps.56.4247
[16]	张国英, 张辉, 赵子夫, 李昱材. 杂质对镁合金耐蚀性影响的电子理论研究. 物理学报, 2006, 55(5): 2439-2443. doi: 10.7498/aps.55.2439
[17]	刘贵立. 稀土对镁合金应力腐蚀影响电子理论研究. 物理学报, 2006, 55(12): 6570-6573. doi: 10.7498/aps.55.6570
[18]	季小玲, 陶向阳, 吕百达. 光束控制系统热效应与球差对激光光束质量的影响. 物理学报, 2004, 53(3): 952-960. doi: 10.7498/aps.53.952
[19]	包卫平, 许光明, 班春燕, 崔建忠. 静磁场对镁合金凝固组织的影响. 物理学报, 2004, 53(6): 2024-2028. doi: 10.7498/aps.53.2024
[20]	尹增谦, 柴志方, 董丽芳, 李雪辰. 大气压氩气放电中的斑图形成. 物理学报, 2003, 52(4): 925-928. doi: 10.7498/aps.52.925

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物理学报. 2007, 56(9): 5341-5346.

doi: 10.7498/aps.56.5341.

流体、等离子体和放电

等离子体电解氧化过程中单个稳态微放电的热效应研究

1. (1)华中科技大学材料科学与工程学院，武汉 430074; (2)武汉大学物理科学与技术学院，武汉 430072

基金项目: 描述此技术的名称有很多，其中重要的包括等离子体电解氧化(plsma electrolytic oxidation)、微弧氧化(microarc oxidation)、阳极火花沉积(anodic spark deposition),等离子体阳极氧化(plasma anodizing).我们认为这些术语在含义上其实是有所区别的，它们往往用于描述U-t曲线中不同的电压区间，本文叙述中均采用等离子体电解氧化(PEO).

收稿日期: 2006-11-20
修回日期: 2006-12-20
刊出日期: 2007-09-20

摘要: 详细回顾了有关等离子体电解氧化过程中单个稳态微放电热效应研究的现状；提出了处理过程中电解液/基体界面上离散气泡类型和数量上的变化造成了微放电外观的演化.基于微放电的圆柱形通道模型，并借鉴点热源的传热公式，估算了发生在通道内部及放电衰退过程中毗邻膜层的温度场，为膜层中存在的物相种类(MgAl2O4，Mg2SiO4等)及晶态类型提供了初步的理论分析.

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(1)华中科技大学材料科学与工程学院，武汉 430074; (2)武汉大学物理科学与技术学院，武汉 430072

Authors and contacts

(1)华中科技大学材料科学与工程学院，武汉 430074; (2)武汉大学物理科学与技术学院，武汉 430072

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作者及机构信息

(1)华中科技大学材料科学与工程学院，武汉 430074; (2)武汉大学物理科学与技术学院，武汉 430072

Authors and contacts

(1)华中科技大学材料科学与工程学院，武汉 430074; (2)武汉大学物理科学与技术学院，武汉 430072

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等离子体电解氧化过程中单个稳态微放电的热效应研究

English Abstract

Study of the heat effect of single steady-state microdischarge during plasma electrolytic oxidation

1. (1)华中科技大学材料科学与工程学院，武汉 430074; (2)武汉大学物理科学与技术学院，武汉 430072

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