Что такое плазменное электролитическое окисление?

Плазменное электролитическое окисление (ПЭО) является одним из нескольких процессов, которые покрывают поверхность металлического объекта защитным керамическим слоем. Материалы, которые можно обработать таким способом, включают металлы, такие как алюминий и магний, и керамическое покрытие обычно представляет собой оксид. Процесс имеет сходство с анодированием, но использует существенно более высокие электрические потенциалы, которые могут вызвать образование плазменных разрядов. Это имеет тенденцию создавать очень высокие температуры и давления вдоль поверхности заготовки, что может привести к несколько более толстым керамическим покрытиям, чем это возможно при традиционном анодировании. Защитный слой, создаваемый плазменным электролитическим окислением, может обеспечить такие преимущества, как устойчивость к коррозии и износу.

Первые эксперименты с плазменным электролитическим окислением были проведены в 1950-х годах, и с тех пор были разработаны и усовершенствованы различные методы. Каждый из методов ПЭО работает по одному и тому же основному принципу, который заключается в том, что определенные металлы могут образовывать защитное оксидное покрытие при соответствующих условиях. Многие металлы естественным образом образуют оксидный слой в присутствии кислорода, но обычно он не очень толстый. Чтобы увеличить толщину оксидного покрытия, необходимо использовать анодирование и другие методы.

На самом базовом уровне плазменное электролитическое окисление имеет сходство с традиционным анодированием. Металлическая заготовка опускается в электролитическую ванну и подключается к источнику электричества. В большинстве случаев металлическая заготовка будет выполнять функцию одного электрода, а чан с электролитом - другим. Электричество подается на электроды, что приводит к выделению водорода и кислорода из электролитического раствора. Когда кислород выделяется, он вступает в реакцию с металлом и образует слой оксида.

Традиционное анодирование использует около 15-20 вольт для выращивания оксидного слоя на металлической заготовке, в то время как большинство методов плазменного электролитического окисления используют импульсы 200 или более вольт. Это высокое напряжение способно преодолеть диэлектрическую прочность оксида, что приводит к плазменным реакциям, от которых зависит методика. Эти плазменные реакции могут создавать температуры около 30000 ° F (около 16000 ° С), что необходимо для формирования толстых оксидных слоев, которые способны образовывать процессы ПЭО.

Оксидные покрытия, которые могут быть созданы в процессе плазменного электролитического окисления, могут иметь толщину более нескольких сотен микрометров (0,0078 дюйма). Анодирование также можно использовать для создания оксидных слоев толщиной до около 150 микрометров (0,0069 дюйма), хотя этот процесс требует сильного раствора кислоты, в отличие от разбавленного основного электролита, обычно используемого для плазменного электролитического окисления. Свойства покрытия ПЭО также могут быть изменены путем добавления в электролит различных химических веществ или изменения времени импульсов напряжения.