بررسی اثر فاصله‌ی الکترود بر روی تشکیل پوشش اکسیداسیون پلاسما الکترولیتی (PEO) به کمک شبیه سازی

Investigation of electrode distance impact on PEO coating formation assisted by simulation

چکیده

در این پژوهش، تاثیر فاصله­‌ی الکترود­های کاتد و آند در طول فرآیند اکسیداسیون پلاسما الکترولیتی (PEO) با استفاده از ترکیبی از آزمایشات تجربی و شبیه سازی بررسی شده ­است. ابتدا با استفاده از آنالیز اجزای محدود، مدلی به منظور شبیه­ سازی تاثیر فاصله­‌ی الکترود بر توزیع جریان آندی تهیه شد. به عنوان فرایند تکمیلی، پوشش­ های PEO بر روی آلیاژ منیزیم AM50 در الکترولیت بازی با فواصل الکترود مختلف در ولتاژ ثابت ایجاد شدند.

ترکیب فازی، مورفولوژی و ضخامت پوشش برای هر دو سمت مقابل و پشت پوشش PEO در فواصل الکترود مختلف، مطالعه گردیدند. برای الکترودهای صفحه ­ای موازی و در شرایط آزمایش، بر اساس یکنواختی پوشش، مقدار بهینه­‌ی فاصله­‌ی الکترود بین ۶۰ تا ۸۰ میلی­متر به دست آمد. با تلفیق نتایج تجربی و شبیه­ سازی، تاثیر فاصله­‌ی الکترود بر تشکیل پوشش بررسی و تحقیق شد. نشان داده­ شد که تحت حالت ولتاژ ثابت، تشکیل پوشش PEO هم در سمت مقابل و هم پشت زیرلایه‌­ی منیزیمی متاثر از فاصله­‌ی الکترود است. این اثر به تاثیر فاصله­‌ی الکترود بر روی توزیع جریان در حمام و چگالی­ جریان میانگین نسبی روی سطوح نسبت داده شده ­است.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

The influence of electrode distance between anode and cathode during plasma electrolytic oxidation (PEO) process on the coating formation was investigated by combining experiments and simulation. Firstly a model was built to simulate the effect of electrode distance on the anodic current distribution using finite element analyses. Complementary, PEO coatings were fabricated on AM50 magnesium alloy in an alkaline electrolyte with different electrode distances applying constant voltage.

Phase composition, coating morphology and thickness were studied for both the front and back sides of the PEO coating depending on the electrode distance. For paralleled plate-like electrodes, based on coating uniformity, an optimum electrode distance of 60–۸۰ mm was identified under the chosen experimental conditions. Via correlation of simulation and experimental results, the influence of electrode distance on coating formation is explored. It is demonstrated that under constant voltage mode, PEO coating formation is affected by electrode distance on both front and back sides of magnesium substrates. This effect is ascribed to the influence of electrode distance on the current distribution in the bath and to the related average current density on the surfaces.