微弧氧化的技术要求及实际应用

人们一直希望能把金属和陶瓷的优点结合起来, 提高金属陶瓷物料涂覆在金属表面, 但陶瓷膜的致密性和结合力仍较差。阳极氧化膜同基体结合良好, 但不具备陶瓷膜的高耐磨损及耐腐蚀性能。微弧氧化直接把基体金属氧化烧结成氧化物陶瓷膜, 不从外部引入陶瓷物料, 同其它陶瓷膜制备技术的出发点完全不同。使微弧氧化膜既有陶瓷膜的高性能, 又保持了阳极氧化膜与基体的结合力, 在理论和应用上都突破了其它技术的束缚。铝合金微弧氧化膜具有致密层和疏松层两层结构, 氧化膜与基体之间界面上无大的孔洞, 界面结合良好。 

微弧氧化对铝材要求不高，不管是含铜或是含硅的难以阳极氧化铝合金，只要阀金属比例占到40%以上，均可用于微弧氧化，且能得到理想膜层。表面状态一般不需要经过抛光处理，对于粗糙的表面，经过微弧氧化，可修复的平整光滑；对于粗糙度低（即光滑）的表面，则会增加粗糙度。

电解液成分是得到合格膜层的关键因素。微弧氧化液一般选用含有一定金属或非金属氧化物碱性盐溶液，如硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等。在相同的微弧电解电压下，电解质浓度越大，成膜速度就越快，溶液温度上升越慢，反之，成膜速度较慢，溶液温度上升较快。

微弧氧化与阳极氧化不同，所需温度范围较宽。一般为10—90度。温度越高，成膜越快，但粗糙度也增加。且温度高，会形成水气。一般建议在20—60度。由于微弧氧化以热能形式释放，所以液体温度上升较快，微弧氧化过程须配备容量较大的热交换制冷系统以控制槽液温度。

微弧氧化时间一般控制在10—60min。氧化时间越长，膜的致密性越好，但其粗糙度也增加。

采用微弧氧化技术对铝及其合金材料进行表面强化处理，具有工艺过程简单，占地面积小，处理能力强，生产效率高，适用于大工业生产等优点。微弧氧化电解液不含有毒物质和重金属元素，电解液抗污染能力强和再生重复使用率高，因而对环境污染小，满足清洁生产的需要，也符合我国可持续发展战略的需要。