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微弧氧化技术的原理
2022.05.29

微弧氧化是一种工艺简单、环保的表面处理新技术。通过电解液和相应参数的组合,利用电弧放电产生的瞬时高温高压效应,在镁、铝、钛等有色金属及其合金表面原位生长出主要由基体金属氧化物组成的陶瓷膜。该薄膜对基体的附着力强,韧性高,结构致密,具有良好的耐磨性、耐腐蚀性、高温抗冲击性和高压绝缘电阻。因此,微弧氧化技术在航空、航天、汽车、电子、医疗、民用等领域有着非常广阔的应用前景。

微弧氧化技术的原理是将铝、镁、钛或其合金等阀金属置于电场环境中的电解液中作为阳,电解槽作为阴,施加较高的电压(可达1000V)和较大的电流。通电后,金属表面会立即形成一层薄薄的金属氧化物绝缘膜,形成完整的绝缘膜是微弧氧化处理的必要条件。在此基础上,工件施加电压平稳上升,当达到某一临界值时,首先突破绝缘膜上的一些薄弱环节,产生微区电弧放电,瞬间形成超高温区(103~104K),导致氧化物和母材熔化甚至气化。熔体与电解液接触后,由于激冷形成陶瓷膜层。因为击穿总是发生在氧化膜相对薄弱的部分,而且击穿后会在原来的部分形成新的氧化膜,所以击穿点会转移到其他相对薄弱的区域。这样,终在金属表面形成均匀的氧化膜。

在处理过程中,工件表面会出现无数的浮弧点和火花。每次电弧持续时间很短,弧光很小且无固定位置,在材料表面形成大量等离子体微区(等离子体是一种由大量自由电子和离子组成的物质,宏观上呈电中性。等离子体状态的物质导电性强,能量集中,温度高,是高热高温能源)。这些微区的瞬时温度可达103~104K,压力可达102~103MPa。高能为引发各种化学反应创造了有利条件。

微弧氧化

数据提供:天助网    
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