微弧氧化的技術要求及實際應用

人們一直希望能把金屬和陶瓷的優點結合起來, 提高金屬陶瓷物料涂覆在金屬表面, 但陶瓷膜的致密性和結合力仍較差。陽極氧化膜同基體結合良好, 但不具備陶瓷膜的高耐磨損及耐腐蝕性能。微弧氧化直接把基體金屬氧化燒結成氧化物陶瓷膜, 不從外部引入陶瓷物料, 同其它陶瓷膜制備技術的出發點完全不同。使微弧氧化膜既有陶瓷膜的高性能, 又保持了陽極氧化膜與基體的結合力, 在理論和應用上都突破了其它技術的束縛。鋁合金微弧氧化膜具有致密層和疏松層兩層結構, 氧化膜與基體之間界面上無大的孔洞, 界面結合良好。 

微弧氧化對鋁材要求不高，不管是含銅或是含硅的難以陽極氧化鋁合金，只要閥金屬比例占到40%以上，均可用于微弧氧化，且能得到理想膜層。表面狀態一般不需要經過拋光處理，對于粗糙的表面，經過微弧氧化，可修復的平整光滑；對于粗糙度低（即光滑）的表面，則會增加粗糙度。

電解液成分是得到合格膜層的關鍵因素。微弧氧化液一般選用含有一定金屬或非金屬氧化物堿性鹽溶液，如硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等。在相同的微弧電解電壓下，電解質濃度越大，成膜速度就越快，溶液溫度上升越慢，反之，成膜速度較慢，溶液溫度上升較快。

微弧氧化與陽極氧化不同，所需溫度范圍較寬。一般為10—90度。溫度越高，成膜越快，但粗糙度也增加。且溫度高，會形成水氣。一般建議在20—60度。由于微弧氧化以熱能形式釋放，所以液體溫度上升較快，微弧氧化過程須配備容量較大的熱交換制冷系統以控制槽液溫度。

微弧氧化時間一般控制在10—60min。氧化時間越長，膜的致密性越好，但其粗糙度也增加。

采用微弧氧化技術對鋁及其合金材料進行表面強化處理，具有工藝過程簡單，占地面積小，處理能力強，生產效率高，適用于大工業生產等優點。微弧氧化電解液不含有毒物質和重金屬元素，電解液抗污染能力強和再生重復使用率高，因而對環境污染小，滿足清潔生產的需要，也符合我國可持續發展戰略的需要。