微弧氧化
 |
微弧氧化（Micro-arc oxidation，MAO），又称微等离子体氧化（Micro-plasma oxidation，MPO）。在微弧氧化过程中，基体金属与氧离子、电解质离子在热化学、电化学、等离子体化学的共同作用下发生强烈反应，经历熔融、喷发、结晶、高温相变过程，最终在晶体表面熔覆，烧结形成陶瓷层。陶瓷层的形成过程非常复杂，至今还没有一个被学术界公认、并能全面描述陶瓷层形成的合理模型，但这并不妨碍这项技术被应用于各行各业。[1]
目录
基本简介
在微弧氧化过程中，化学氧化、电化学氧化、等离子体氧化同时存在,因此陶瓷层的形成过程非常复杂，至今还没有一个合理的模型能全面描述陶瓷层的形成。
微弧氧化工艺将工作区域由普通阳极氧化的法拉第区域引入到高压放电区域，克服了硬质阳极氧化的缺陷，极大地提高了膜层的综合性能。微弧氧化膜层与基体结合牢固，结构致密，韧性高，具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘等特性。该技术具有操作简单和膜层功能可控的特点，而且工艺简便，环境污染小，是一项全新的绿色环保型材料表面处理技术，在航空航天、机械、电子、装饰等领域具有广阔的应用前景。
原理特点
微弧氧化或等离子体电解氧化表面陶瓷化技术，是指在普通阳极氧化的基础上，利用弧光放电增强并激活在阳极上发生的反应，从而在以铝、钛、镁等金属及其合金为材料的工件表面形成优质的强化陶瓷膜的方法，是通过用专用的微弧氧化电源在工件上施加电压，使工件表面的金属与电解质溶液相互作用，在工件表面形成微弧放电，在高温、电场等因素的作用下，金属表面形成陶瓷膜，达到工件表面强化的目的。
微弧氧化技术的突出特点是：
（1）大幅度地提高了材料的表面硬度，显微硬度在1000至2000HV，最高可达3000HV，可与硬质合金相媲美，大大超过热处理后的高碳钢、高合金钢和高速工具钢的硬度；
（2）良好的耐磨损性能；
（3）良好的耐热性及抗腐蚀性。这从根本上克服了铝、镁、钛合金材料在应用中的缺点，因此该技术有广阔的应用前景；
（4）有良好的绝缘性能，绝缘电阻可达100MΩ。
（5）溶液为环保型，符合环保排放要求。
（6）工艺稳定可靠,设备简单。
（7）反应在常温下进行，操作方便，易于掌握。
（8）基体原位生长陶瓷膜，结合牢固，陶瓷膜致密均匀。
优势
微弧氧化处理过程中，微等离子弧虽然存续时间极短，但其温度却高达数千度，所形成的金属氧化物层与基体呈冶金熔合，具有很高的结合强度；氧化物经历了熔融、冷却及高温相变，以晶体形式存在，因此赋予了陶瓷层结构致密，韧性好，耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘等特性，亦能满足隔热、催化、抑菌、亲生物等性能要求
除可以处理Al（铝）、Mg（镁）、Ti（钛）及其合金外，微弧氧化技术还能在Zr（锆）、Ta（钽）、Nb（铌）等金属及其合金表面产生陶瓷层。微弧氧化技术处理能力强，工艺适用范围广，并且通过改变工艺条件，在一定程度上可调整陶瓷层的微观结构、特征，进而实现对陶瓷层性能的控制。它的处理液一般为碱性，可以不添加重金属盐，处理过程並不會產生有毒害的气体，是一种绿色环保的表面处理技术。