PhD (Physics and Mathematics), senior researcher of the Research Institute of Advanced Technologies
кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник НИИ прогрессивных технологий
junior researcher of the Research Institute of Advanced Technologies
младший научный сотрудник НИИ прогрессивных технологий
senior lecturer of Chair “Nanotechnologies, Materials Science and Mechanics”
старший преподаватель кафедры «Нанотехнологии, материаловедение и механика»
PhD (Engineering), leading researcher of the Research Institute of Advanced Technologies
кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник НИИ прогрессивных технологий
Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), Professor, chief researcher of the Research Institute of Advanced Technologies
доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник НИИ прогрессивных технологий
The paper analyzes the features of the acoustic emission (AE) signal generation during plasma-electrolytic oxidation (PEO) of the AMg6 aluminum alloy in a bipolar (anode-cathode) pulsed mode within each cycle of voltage application. The authors studied the range of PEO modes that almost completely covers all standard technological modes for processing aluminum alloys by the current densities (6–18 A/dm2) and current ratio in half-cycles (0.7–1.3), which allowed fixing and studying the AE accompanying the formation of oxide layers for various purposes. For the first time, due to AE registration, a new PEO stage was identified, in which there was no microarc breakdown to the substrate, but which was accompanied by an increase in the layer thickness, and the nature of which has not yet been determined. According to the known features of the oxidation stages, the authors systematized the repetitive forms of AE manifestation in the cycles of exposure and identified their five types and three subtypes. The study shows that the approach used to establish the PEO stages by the “acoustic emission amplitude” parameter has poor accuracy, since it does not take into account the form of signals and the half-period of their registration. Therefore, the authors developed and tested a new approach for analyzing AE frames synchronously with the cycles of change in the forming voltage during PEO, and proposed a new “acoustic-emission median” parameter, which allows identifying the main types and subtypes of signals accompanying the oxidation stages. An experimental study of the proposed AE parameter was carried out to identify these PEO stages, which confirmed the operability, high accuracy and sensitivity of the proposed parameter to the subtypes of AE signals recorded at the cathode stage of “soft sparking”. The latter is of particular interest, since it is a means of studying a given oxidation stage with a resolution equal to the exposure cycle.
Проанализированы особенности проявления сигналов акустической эмиссии (АЭ) при плазменно-электролитическом оксидировании (ПЭО) алюминиевого сплава АМг6 в биполярном (анодно-катодном) импульсном режиме внутри каждого цикла приложения напряжения. Исследован диапазон режимов ПЭО, который практически полностью перекрывает все типовые технологические режимы обработки алюминиевых сплавов по плотностям тока (6–18 А/дм2) и токовому соотношению в полупериодах (0,7–1,3), что позволило зафиксировать и изучить АЭ, сопровождающую формирование оксидных слоев различного назначения. Впервые благодаря регистрации АЭ выявлена новая стадия ПЭО, на которой отсутствует микродуговой пробой до подложки, но которая сопровождается приростом толщины слоя и природа которой пока не выяснена. По известным признакам стадий оксидирования систематизированы повторяющиеся формы проявления АЭ в циклах воздействия и установлено пять их типов и три подтипа. Показано, что используемый сегодня подход установления стадий ПЭО по параметру «амплитуда акустической эмиссии» обладает большой погрешностью, так как не учитывает форму сигналов и полупериод их регистрации. Поэтому разработан и апробирован подход анализа кадров АЭ синхронно с циклами изменения формовочного напряжения при ПЭО и предложен новый параметр «акустико-эмиссионная медиана», позволяющий выявить основные типы и подтипы сигналов, сопровождающих стадии оксидирования. Выполнено экспериментальное исследование предложенного параметра оценки АЭ для обнаружения названных стадий ПЭО, которое подтвердило работоспособность, большую точность и чувствительность предложенного параметра к подтипам сигналов АЭ, регистрируемых на катодной стадии «мягкого искрения». Последнее представляет особый интерес, так как является средством исследования данной стадии оксидирования с разрешающей способностью, равной циклу воздействия.