Vad är plasma-elektrolytisk oxidation?
Plasmaelektrolytisk oxidation (PEO) är en av flera processer som täcker ytan på ett metallföremål med ett skyddande keramisk lager. Material som kan behandlas på detta sätt inkluderar metaller såsom aluminium och magnesium, och den keramiska beläggningen är vanligtvis en oxid. Processen liknar anodisering men använder väsentligt högre elektriska potentialer, vilket kan orsaka bildning av plasmautsläpp. Detta tenderar att skapa mycket höga temperaturer och tryck längs ytan på ett arbetsstycke, vilket kan resultera i något tjockare keramiska beläggningar än traditionell anodisering kan. Det skyddande skiktet som skapas genom plasmaelektrolytisk oxidation kan ge fördelar såsom motstånd mot korrosion och slitage.
De första experimenten med plasmaelektrolytisk oxidation ägde rum på 1950-talet och olika tekniker har utvecklats och förfinats sedan dess. Var och en av PEO-teknikerna arbetar på samma grundprincip, som är att vissa metaller kan induceras för att bilda en skyddande oxidbeläggning under de rätta förhållandena. Många metaller bildar naturligtvis ett oxidskikt i närvaro av syre, men det är vanligtvis inte särskilt tjockt. För att öka tjockleken på oxidbeläggningen måste anodisering och andra tekniker användas.
På den mest grundläggande nivån liknar plasmaelektrolytisk oxidation en traditionell anodisering. Metallarbetsstycket sänks ner i ett elektrolytbad och anslutes till en elkälla. I de flesta fall fungerar metallarbetsstycket som en elektrod, medan karet som innehåller elektrolyten är den andra. Elektricitet appliceras på elektroderna, vilket gör att väte och syre frigörs från den elektrolytiska lösningen. När syret frigörs reagerar det med metallen och bildar ett lager av oxid.
Traditionell anodisering använder cirka 15 till 20 volt för att odla ett oxidskikt på ett metallarbetsstycke, medan de flesta plasmaelektrolytiska oxidationstekniker använder pulser på 200 eller fler volt. Denna högspänning klarar av att övervinna oxidens dielektriska styrka, vilket är det som leder till plasmareaktionerna som tekniken beror på. Dessa plasmareaktioner kan skapa temperaturer på cirka 30 000 ° F (cirka 16 000 ° C), vilket är nödvändigt för bildandet av de tjocka oxidskikten som PEO-processer kan bilda.
Oxidbeläggningarna som kan skapas genom plasmaelektrolytisk oxidationsprocess kan vara mer än flera hundra mikrometer (0,0078 tum) i tjocklek. Anodisering kan också användas för att skapa oxidskikt av upp till cirka 150 mikrometer (0,0069 tum) tjocka, även om den processen kräver en stark syralösning i motsats till den utspädda baselektrolyten som vanligtvis används för elektrolytisk oxidation i plasma. Egenskaperna hos en PEO-beläggning kan också ändras genom att tillsätta olika kemikalier till elektrolyten eller genom att variera tidpunkten för spänningspulserna.