有色金属表面微弧氧化技术评述

30年代初期，Günterschulze和Betz[1，2]第一次报道了在高电场下，浸在液体里金属表面出现火花放电现象，火花对氧化膜具有破坏作用。后来研究发现利用此现象也可生成氧化膜。此技术采用直流模式，应用于镁合金的防腐上，直到现在，镁合金火花放电阳极氧化技术仍在研究开发之中。约从70年代开始，美国伊利诺大学和德国卡尔马克思城工业大学等单位用直流或单向脉冲电源开始研究Al、Ti等阀金属表面火花放电沉积膜，并分别命名为阳极火花沉积（ASD-Anodic　Spark　Deposition）和火花放电阳极氧化（ANOF-Anodischen　Oxidation　unter　Funkenentladung）[3～7]。俄罗斯科学院无机化学研究所的研究人员1977年独立地发表了一篇论文[9]，开始此技术的研究。他们采用交流电压模式，使用电压比火花放电阳极氧化高，并称之为微弧氧化。从文献上看，美、德、俄三国基本上是各自独立地发展该技术，相互间文献引用很少。进入90年代以来[7～13]，美、德、俄、日等国加快了微弧氧化或火花放电阳极氧化技术的研究开发工作，论文数量增长较快，但总数仍只有一、二百篇。我国从90年代初开始关注此技术，目前仍处于起步阶段[14～19]。总之，该技术已引起许多研究者的关注，正成为国际材料科学研究热点之一，其主要研究单位如表1所示。在世界范围内，各种电源模式同时并存，各研究单位工作也各具特色，但目前俄罗斯在研究规模和水平上占据优势。使用交流电源在铝合金表面生长的陶瓷氧化膜性能比直流电源高得多，交流模式是微弧氧化技术的重要发展方向。该技术在发展过程中出现了多种名称，但现在对不同工作电压及不同电源模式的氧化都趋向于称作微弧氧化或微等离子体氧化。