プラズマ電解酸化とは何ですか？

プラズマ電解酸化（PEO）は、金属物体の表面をセラミック保護層でコーティングするいくつかのプロセスの1つです。 この方法で処理できる材料には、アルミニウムやマグネシウムなどの金属が含まれ、セラミックコーティングは通常酸化物です。 このプロセスは陽極酸化に似ていますが、かなり高い電位を使用するため、プラズマ放電が発生する可能性があります。 これにより、ワークピースの表面に沿って非常に高い温度と圧力が発生する傾向があり、従来の陽極酸化が可能なセラミックコーティングよりも幾分厚いセラミックコーティングができます。 プラズマ電解酸化によって作成された保護層は、腐食や摩耗に対する耐性などの利点を提供できます。

プラズマ電解酸化の最初の実験は1950年代に行われ、それ以来さまざまな技術が開発され洗練されてきました。 各PEO技術は同じ基本原理に基づいて機能します。つまり、特定の金属を誘導して、正しい条件下で保護酸化物コーティングを形成することができます。 多くの金属は酸素の存在下で自然に酸化物層を形成しますが、通常はそれほど厚くありません。 酸化物コーティングの厚さを増加させるには、陽極酸化などの技術を使用する必要があります。

最も基本的なレベルでは、プラズマ電解酸化は従来の陽極酸化と似ています。 金属加工物は電解槽に下げられ、電源に接続されます。 ほとんどの場合、金属加工物は一方の電極として機能し、電解質を含む槽はもう一方の電極として機能します。 電気が電極に印加され、電解液から水素と酸素が放出されます。 酸素が放出されると、金属と反応して酸化物の層を形成します。

従来の陽極酸化では、約15〜20ボルトを使用して金属ワークピース上に酸化物層を成長させますが、ほとんどのプラズマ電解酸化技術では200ボルト以上のパルスを使用します。 この高電圧は、酸化物の絶縁耐力を克服することができます。これは、この技術が依存するプラズマ反応を引き起こすものです。 これらのプラズマ反応は、約30,000°F（約16,000°C）の温度を生成する可能性があります。これは、PEOプロセスが形成できる厚い酸化物層の形成に必要です。

プラズマ電解酸化プロセスで作成できる酸化物コーティングの厚さは、数百マイクロメートル（0.0078インチ）を超える場合があります。 陽極酸化は、厚さ約150マイクロメートル（0.0069インチ）までの酸化物層を作成するためにも使用できますが、そのプロセスでは、通常プラズマ電解酸化に使用される希釈ベース電解質とは対照的に、強酸溶液が必要です。 PEOコーティングの特性は、さまざまな化学物質を電解質に加えるか、電圧パルスのタイミングを変えることによっても変更できます。