基于COMSOL的7075铝合金微弧氧化时间及正向电压对氧化膜层的影响

柴永生; 闫俊鹏; 张龙; 王守丽

doi:10.13951/j.cnki.37-1213/n.230209

烟台大学学报（自然科学与工程版） ›› 2024, Vol. 37 ›› Issue (3) : 326 -333. DOI: 10.13951/j.cnki.37-1213/n.230209

基于COMSOL的7075铝合金微弧氧化时间及正向电压对氧化膜层的影响

柴永生, 闫俊鹏, 张龙, 王守丽

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摘要

研究了微弧氧化时间及正向电压对7075铝合金膜层厚度以及生长趋势的影响。以7075铝合金为研究对象，在多物理场仿真软件COMSOL Mutiphysics的帮助下建立铝合金成膜过程中的物理模型，基于有限元的方法求解出了微弧氧化成膜过程中的膜层厚度变化。仿真得到特定时间或者特定电压下的膜层厚度分布图，根据仿真结果绘制了电压-膜层厚度曲线、时间-膜层厚度曲线。由仿真结果可以看出：当正向电压分别为350、400、450 V时，膜层的最大厚度分别为38.804、50.150、61.496μm;当微弧氧化时间分别为15、25、35、45 min时，膜层的最大厚度分别为25.075、41.792、58.508、75.225μm,且膜层厚度均呈现由中间向两侧逐渐减小的现象。根据仿真结果可以得出以下结论：随着正向电压的升高，膜层厚度增大；随着氧化时间的增加，膜层的厚度也增加。在膜层厚度分布上，越靠近阴极的位置膜层越厚，远离阴极的位置膜层比较薄，且不同参数下膜层的最厚点与最薄点出现的位置不变。