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等离子体氧化技术简介 林立140620030 介绍 等离子体 是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质 它广泛存在于宇宙中 常被视为是除去固 液 气外 物质存在的第四态 等离子体氧化 等离子体电解氧化 PlasmaElectrolyticOxidation PEO 又称微弧放电氧化 MicroarcDischargeOxidation MDO 微弧氧化 MicroarcOxidation MAO 通过电解液与相应电参数的组合 在铝 镁 钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用 生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层 可在轻金属 Al Mg Ti等 材料表面原位生长出耐蚀 耐磨的氧化陶瓷膜 该技术处理所得氧化膜与金属基体间的结合力强 膜厚范围较宽且可控 形成的复合材料具有高硬度 耐腐蚀 耐磨损 抗热震等优异性能 特点 现状 目前 美 俄 日 德等国已将PEO应用于尖端武器装备的制造中 解决了许多其他方法无法解决的关键技术问题 PEO在国内的纺织 航空等行业也有一些尝试性的应用 因此 PEO已成为目前国际 国内材料表面工程技术领域的研究热点之一 基本工艺 将待处理的材料浸入特定的电解液中作电极 另有一个金属电极作其对电极 在两极之间施加电压 将作用区域由普通阳极氧化的法拉第区域引入到高压放电区域 同时伴随有弧光产生 此时电极在热化学 等离子体化学和电化学过程的共同作用下生成陶瓷膜层 阳极氧化 表面生成一层很薄的绝缘氧化膜 火花放电 当电压达到临界击穿电压时 氧化膜被击穿 式样表面出现无数的白色火花 微弧阶段 随着外加电压和膜厚的增加 表面出现异动的较大红色弧电 同时存在大量细小的白色火花 熄弧阶段 红色弧电开始稀疏 在固定位置连续放电 也称为弧放电阶段 等离子体氧化实验装置 影响因素 分类 优点 1 反应在溶液进行 只要是溶液可及的地方都能形成膜层 2 电解液及反应过程都没有害物质 3 硬度高 耐磨性好 4 能够经受高低温的变化 5 绝缘性能优良 6 膜层光洁度好且易于着色 适用于装饰涂层 7 成本低 操作简单 便于大规模生产 缺点 1 膜层为蜂窝状的多孔结构 故膜层的耐腐蚀性能比较低 2 膜层中含有大量基体金属的氧化物和氢氧化物 容易与酸性介质反应 3 膜层厚度较小 虽然材料耐磨性好 但总体来说其耐磨寿命较短 4 高耗能 在高电压 大电流下进行 单个工作的加工面积很难提高 降低了生产效率 应用 腐蚀防护膜层 化学设备 建筑 泵部件耐磨膜层 纺织机械 发动机部件 管道电防护膜层 电子 化工设备 能源工业装饰膜层 仪器仪表 土木工程光学膜层 精密仪器功能性膜层 催化 医疗设备 医用材料 展望 1 探索新的基材微弧氧化前处理工艺 以提高膜层的结合力为目标 2 探索新的电解液添加剂 以增强膜的自身能力为目标 3 研制体积更
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