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微弧氧化膜生成的基本原理和过程_苏州粤辉煌专注微弧氧化设备整体解决方案

微弧氧化膜生成的基本原理和过程

发布时间:2022-09-06阅读量:1023
微弧氧化是由普通阳极氧化发展而来的。其基本原理是突破传统阳极氧化对电流和电压的限制,将阳极电压从几十伏提高到几百伏。当电压达到一定临界值时,打破阀金属表面形成的氧化膜(绝缘膜),产生微弧放电,形成放电通道,在放电通道中立即形成高温高压,并伴随着复杂的物理化学过程,使金属表面原位生长出性能优良的氧化膜。 在微弧氧化过程中,将工件放入电解槽中,工件表面现象和膜层生长过程具有明显的阶段性。微弧氧化过程可分为四个阶段。在微弧氧化初期,金属光泽逐渐消失,材料表面产生气泡,在工件表面产生薄而多孔的绝缘氧化膜(绝缘膜) ,绝缘膜的存在是形成微弧氧化的必要条件。此时,电压和电流遵循法拉第定律,这是第一阶段-阳极氧化阶段。随着电压的升高,氧化膜被击穿,钛合金表面开始出现密集明亮的小火花。这个阶段持续时间很短,这是火花放电的第二阶段。随着电压和膜层的增加,钛合金表面的火花逐渐增大,移动速度相对减慢,膜层生长迅速,这是微弧放电的第三阶段。随着氧化时间的延长,氧化膜达到一定厚度,膜越来越难穿透,开始出现一些更大的红斑,不再移动,而是停在固定位置连续放电,伴随着尖锐的爆炸声,这是第一个 四阶段-弧放电阶段。但现阶段膜层损伤较大,应尽量避免。 在火花放电前,钛合金表面的氧化膜主要是二氧化钛。从火花放电阶段开始,电解质中的元素开始进入膜层,并与基质元素反应产生新的化合物,从而提高膜层的性能。在微弧放电阶段,氧化膜的击穿总是发生在膜相对较弱的部位。击穿后,该部位形成新的氧化膜,因此击穿点转移到下一个相对较弱的部位。因此,最终形成的氧化膜( 陶瓷膜) 是均匀的。由于微等离子体氧化膜的形成包括物理、化学、电化学和等离子体化学的共同作用,其过程非常复杂,没有合理的模型来充分描述氧化膜的形成过程 。

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