微弧氧化
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微弧氧化(Micro-arc oxidation,MAO),又稱微電漿體氧化(Micro-plasma oxidation,MPO)。在微弧氧化過程中,基體金屬與氧離子、電解質離子在熱化學、電化學、電漿體化學的共同作用下發生強烈反應,經歷熔融、噴發、結晶、高溫相變過程,最終在晶體表面熔覆,燒結形成陶瓷層。陶瓷層的形成過程非常複雜,至今還沒有一個被學術界公認、並能全面描述陶瓷層形成的合理模型,但這並不妨礙這項技術被應用於各行各業。
優勢與劣勢
微弧氧化處理過程中,微電漿弧雖然存續時間極短,但其溫度卻高達數千度,所形成的金屬氧化物層與基體呈冶金熔合,具有很高的結合強度;氧化物經歷了熔融、冷卻及高溫相變,以晶體形式存在,因此賦予了陶瓷層結構緻密,韌性好,耐磨、耐腐蝕、耐高溫衝擊和電絕緣等特性,亦能滿足隔熱、催化、抑菌、親生物等性能要求。
除可以處理Al(鋁)、Mg(鎂)、Ti(鈦)及其合金外,微弧氧化技術還能在Zr(鋯)、Ta(鉭)、Nb(鈮)等金屬及其合金表面產生陶瓷層。微弧氧化技術處理能力強,工藝適用範圍廣,並且通過改變工藝條件,在一定程度上可調整陶瓷層的微觀結構、特徵,進而實現對陶瓷層性能的控制。它的處理液一般為鹼性,可以不添加重金屬鹽,處理過程並不會產生有毒害的氣體,是一種綠色環保的表面處理技術。缺點是表面粗糙且不均勻,一般多用於功能性材料表面處理。若要使用於外觀性材料,必須進一步做塗裝或烤漆處理。