Was ist plasmaelektrolytische Oxidation?
Die Plasmaelektrolytoxidation (PEO) ist einer von mehreren Prozessen, bei denen die Oberfläche eines Metallgegenstands mit einer schützenden Keramikschicht beschichtet wird. Materialien, die auf diese Weise behandelt werden können, umfassen Metalle wie Aluminium und Magnesium, und die Keramikbeschichtung ist typischerweise ein Oxid. Das Verfahren ähnelt dem Anodisieren, verwendet jedoch wesentlich höhere elektrische Potentiale, die zur Bildung von Plasmaentladungen führen können. Dies führt tendenziell zu sehr hohen Temperaturen und Drücken entlang der Oberfläche eines Werkstücks, was zu etwas dickeren Keramikbeschichtungen führen kann, als dies beim herkömmlichen Eloxieren möglich ist. Die durch die elektrolytische Plasmaoxidation erzeugte Schutzschicht kann Vorteile wie Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit bieten.
Die ersten Versuche zur plasmaelektrolytischen Oxidation fanden in den 1950er Jahren statt und seitdem wurden verschiedene Techniken entwickelt und verfeinert. Jede der PEO-Techniken beruht auf dem gleichen Grundprinzip, nämlich dass bestimmte Metalle unter den richtigen Bedingungen zur Bildung einer schützenden Oxidbeschichtung angeregt werden können. Viele Metalle bilden in Gegenwart von Sauerstoff auf natürliche Weise eine Oxidschicht, die jedoch normalerweise nicht sehr dick ist. Um die Dicke der Oxidbeschichtung zu erhöhen, müssen Anodisierungs- und andere Techniken angewendet werden.
Im Grunde genommen ähnelt die elektrolytische Plasmaoxidation der herkömmlichen Anodisierung. Das Metallwerkstück wird in ein Elektrolytbad abgesenkt und an eine Stromquelle angeschlossen. In den meisten Fällen fungiert das Metallwerkstück als eine Elektrode, während die Wanne, die den Elektrolyten enthält, die andere ist. An die Elektroden wird Strom angelegt, wodurch Wasserstoff und Sauerstoff aus der Elektrolytlösung freigesetzt werden. Wenn der Sauerstoff freigesetzt wird, reagiert er mit dem Metall und bildet eine Oxidschicht.
Traditionelles Anodisieren verwendet ungefähr 15 bis 20 Volt, um eine Oxidschicht auf einem Metallwerkstück zu züchten, während die meisten elektrolytischen Plasmaoxidationstechniken Impulse von 200 Volt oder mehr verwenden. Diese Hochspannung kann die Spannungsfestigkeit des Oxids überwinden, was zu den Plasmareaktionen führt, von denen die Technik abhängt. Diese Plasmareaktionen können Temperaturen von ungefähr 30.000 ° F (ungefähr 16.000 ° C) erzeugen, was für die Bildung der dicken Oxidschichten notwendig ist, die PEO-Prozesse bilden können.
Die Oxidbeschichtungen, die durch den plasmaelektrolytischen Oxidationsprozess erzeugt werden können, können eine Dicke von mehr als einigen hundert Mikrometern (0,0078 Zoll) aufweisen. Anodisieren kann auch verwendet werden, um Oxidschichten mit einer Dicke von bis zu etwa 150 Mikrometern (0,0069 Zoll) zu erzeugen, obwohl dieses Verfahren eine starke Säurelösung erfordert, im Gegensatz zu dem verdünnten Basiselektrolyten, der üblicherweise für die Plasmaelektrolytoxidation verwendet wird. Die Eigenschaften einer PEO-Beschichtung können auch durch Hinzufügen verschiedener Chemikalien zum Elektrolyten oder durch Variieren des Zeitpunkts der Spannungsimpulse geändert werden.