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        微弧氧化技術應用

        鋁合金微弧氧化

        鋁合金因密度小、比強度高等特點而被廣泛應用于航空、航天和其他民用工業中,但其硬度低、不耐磨損。為了提高鋁合金的硬度、耐磨性、耐蝕性及涂裝等性能,須對鋁合金表面進行微弧氧化處理......
        鋁合金微弧氧化圖片
        鋁合金微弧氧化圖片
        鋁合金微弧氧化處理圖片
        鋁合金微弧氧化處理圖片

        鋁合金微弧氧化產品

        相關知識

        什么是微弧氧化?微弧氧化膜層生長過程是怎樣的?

           微弧氧化技術(MAO)是在陽極氧化基礎上發展起來的一項新技術,是在含有特定離子的電解液中,通過弧光放電處理和電化學氧化的共同作用,在鋁、鎂、鈦等有色金屬及其合金材料表面原位產生一層與基體結合良好的陶瓷層的表面處理技術,膜層具有耐蝕性能高、硬度高、耐磨性能好、高阻抗、絕熱性能好等特點。
        微弧氧化膜層生長時,首先在基體表面發生化學反應,生成一層陽極氧化膜。當增大反應電壓時,膜層厚度會進一步增加,繼續增加電壓,厚度會隨之增加。但是當反應電壓增加到一定程度時,膜層會由于不能承受該工作電壓發生放電擊穿,產生等離子放電。反應的高溫將使膜層發生熔融,基體元素由于處在富氧環境中,將形成氧化物。同時由于是在電解液中,熔融物將瞬間冷凝,在基體表面生成一層陶瓷。陶瓷膜的生成,將導致工作電壓進一步升高,膜層再次被擊穿,膜層厚度進一步增加。周而復始,膜層得以生長。

         
         
        陽極氧化膜層與微弧氧化膜層的區別是什么?

           由微弧氧化膜層的生長機理可知,陽極氧化是微弧氧化的初級階段。陽極氧化發生的是化學反應,而微弧氧化除化學反應外,還伴隨有電化學、高溫等離子體等反應。其膜層由于是在高溫下生成(瞬間最高溫度超過3K攝氏度),膜層與基體間為冶金結合,因此與基體結合良好。另外,膜層為氧化物瞬間冷凝形成,具有較高的致密度和硬度以及良好的耐腐蝕性能,良好的絕緣性等。但歸跟到底,微弧氧化膜層與陽極氧化膜層醉的的差別在于:膜與基體的結合力,膜層內部致密性及相結構。這幾種差別引起了微弧氧化膜層與陽極氧化膜層其它方面的性能差異。
         
         
        微弧氧化技術都可以處理那些材料?

          現階段,微弧氧化技術處理最多的材料為鎂、鋁、鈦及其合金,另外鉭、鈮、鋯、鈹等材料表面也可以直接進行微弧氧化。我公司能夠在以上金屬表面進行相關性能的微弧氧化膜層制備。此外,其它一些材料如不銹鋼也有文獻報道可進行微弧氧化處理,但是需先進行表面處理,如在其表面進行熱浸鍍鋁然后進行微弧氧化。對于這類材料,前期處理極為關鍵,將直接關系后期膜層的性能。
         
         
        微弧氧化技術主要應用于哪些方面?

          目前微弧氧化技術根據其制備的膜層特性,在眾多領域有所應用,如耐磨、耐腐蝕、耐高溫氧化、熱阻隔、生物活性、高阻抗等。尚有許多其他方面的應用前景有待于進一步挖掘。如果根據材料本身的應用范圍來講,鋁合金可能希望改善其表面耐磨、耐腐蝕等性能,鎂合金耐腐蝕性能較差,進行微弧氧化多為提高其表面耐腐蝕性能,生物材料用鎂合金需提高其生物相容性。鈦合金用于航空航天領域需提高膜層的耐高溫性能及耐腐蝕性能,應用于生物材料則通常需改善其生物活性。在一些電子元器件或電場中的器件,微弧氧化膜層可提高其絕緣特性。因此,微弧氧化技術應用于何種領域需試環境而論。
         
         
        微弧氧化膜層的性能能夠達到何種程度?

          一般來講,微弧氧化膜層是瞬間高溫下生成的內部致密的陶瓷層,膜層均具有良好的膜基結合力、硬度、耐磨耐腐蝕特性、高的絕緣性及耐高溫氧化性能等。但是不同材料不同溶液不同工藝下制備的膜層性能也有差異。如,一般情況下,鋁表面制備的膜層比鎂合金表面制備的膜層具有更高的硬度和耐磨性,因為從生成物來看,氧化鋁硬度及耐磨性均高于氧化鎂,鋁表面氧化膜硬度最高可以達到HV3000。但是通常單純考慮這種極限性能并不可取,如單純提高膜層的硬度,可能需提高膜層厚度,降低膜基結合力,對膜層整體性能不利。因此,一般很少單獨強調某種性能。只是如果有特殊要求,可以提出,整體加以調制,在滿足特殊需求的基礎上使膜層整體具有良好性能。如,某鎂合金需要耐蝕,可以根據需求對膜層厚度、溶液成分等進行調制,滿足耐蝕400小時、600小時等特殊需求.
         
         
        微弧氧化既然那么多優點,那么有什么缺點?

          任何一種技術,都有其本身的特點,有優點必然優缺點?,F階段微弧氧化最大的缺點是能耗高,其工作電壓通常在400V以上,大的電流密度。高能耗對于實際生產的影響就是成本高。另外,難以進行大面積試件的微弧氧化處理。例如,一個表面積1平方米以上的樣品,通常需要上百千瓦的電源才能處理,面積更大的則更難直接處理,或者意味著極高的處理成本。因此,一般微弧氧化所處理的樣品多為高附加值樣品或所需求的性能其它表面改性方法難以滿足的。
        另外,
        微弧氧化膜層顏色是另外一個問題。因為微弧氧化膜層為高溫燒結而成,其顏色多是通過在溶液中添加特性的離子,通過高溫燒結進入膜層引起膜層膜層變色。另外,基體中合金元素也會對膜層的顏色產生不可預估的影響,因此,微弧氧化膜層不能如預想的具有特別良好的可調性。且微弧氧化膜層顏色為亞光,而非亮光,與一般想想的黑、白、黃、綠等存在一定的差異。更有一點,為獲取所想的膜層顏色,通常膜層需要一定的厚度,太厚或太薄都將影響顏色,因此在顏色與膜層性能方面還需有所權衡。

         

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