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    硬質氧化
    微弧氧化的原理及優缺點
    2018-5-22 11:27:08(已經被瀏覽1422次)

      微弧氧化的原理及優缺點

      微弧氧化又稱微等離子體氧化或陽極火花沉積,是一種將鋁、鈦、鎂等有色金屬或其合金置於特殊的電解液中,通過微等離子體放電,直接在金屬或合金表麵原位生長陶瓷膜的新技術。它是在陽極氧化的基礎上建立起來的一種新方法。

      一般認為,微弧氧化過程經過四個階段。

      (1)陽極氧化階段

      將樣品置於一定的電解液中,通電後,樣品表麵和陰極表麵出現無數細小均勻的白色氣泡,而且隨電壓升高,氣泡逐漸變大變密,生成速率也不斷加快。在達到擊穿電壓之前,這種現象一直存在,這一階段就是陽極氧化階段。

      (2)火花放電階段

      當施加到樣品的電壓達到擊穿電壓時,樣品表麵開始出現無數細小、亮度較低的火花點。這些火花點密度不高,無爆鳴聲。在該階段,樣品表麵開始形成陶瓷層,但陶瓷層的生長速率很小,硬度和致密度較低,所以應盡量減少這一階段的時間。

      (3)微弧氧化階段

      進入火花放電階段後,隨著電壓繼續升高,火花逐漸變大變亮,密度增加。隨後,樣品表麵開始均勻地出現放電弧斑。弧斑較大,密度較高,隨電流密度的增加而變亮,並伴有強烈的爆鳴聲,此時即進入微弧氧化階段。

      (4)熄弧階段

      微弧氧化階段末期,電壓達到最大值,陶瓷層的生長將出現兩種趨勢。一種是樣品表麵的弧點越來越疏並最終消失,表麵隻有少量的細碎火花,這些火花最終消失,爆鳴聲停止。另一種是表麵隻有少量的細碎火花,這些火花最終會完全消失,同時其他一個或幾個部位突然出現較大的弧斑。這些較大的弧斑光亮刺眼,可以長時間保持不動,並且產生大量氣體,爆鳴聲增加。

      維護氧化技術的優點及存在問題

      微弧氧化技術是在陽極氧化的基礎上發展起來的,工藝上有著突出的特點:(1)電解液呈弱堿性,對環境沒有汙染;(2)工藝簡單,對工件的預處理隻要求表麵去油去汙,不需去除表麵的自然氧化層,適用於大規模自動化產生;(3)微弧氧化可以一次完成,也可以分幾次完成,而陽極氧化一旦中斷就必須重新開始;(4)不需要真空或低溫條件。

      但該技術目前仍存在一些問題。例如:微弧氧化膜的形成過程相當複雜,機製研究不足;氧化電壓較常規陽極氧化的高得多,操作時要注意安全;微弧氧化得電流效率較低;電解液溫度上升較快,需要冷卻。


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