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微弧氧化成膜过程:

时间:2018-01-11 17:55:48 来源:青岛久印微弧氧化技术有限公司 作者:久印微弧氧化 点击:

微弧氧化成膜过程:
微弧氧化膜的成膜过程涉及到电化学、等离子体化学、热化
学及结晶学等过程,十分复杂。其主要过程可归纳为:
1.初始无定形氧化膜的形成
微弧氧化中无定形氧化膜的形成过程与阳极氧化膜形成过
程大致相同。即在电解液中铝阳极表面氧化物不断生成的同时电
解液又不断溶解刚生成的氧化物,但氧化物的生成速率大于被溶
解的速率,使铝阳极表面氧化膜能不断增长。
2.氧化膜击穿放电
电击穿的产生较复杂。有文献提出,电击穿产生主要与氧化
膜和电解液界面的性质有关,杂质离子的影响是次要的。在氧化
过程中,随着氧化膜厚度的增加,氧化膜层中的应力也增大,使
氧化膜产生裂纹,电流从裂纹处流过,导致电击穿。另一种理论
认为电击穿的产生与氧化膜的性质及电解液的组成有密切关系,
而与电解液中的杂质离子及氧化膜的缺陷关系不大。当电子出电
解液进入氧化膜时,被电场加速与其它原子发尘碰撞,从而电离
出更多的电子,这些电子又以相同的方式产生更多的电子形成
“电子雪崩”[21。电子流随电子雪崩逐渐增大,破坏氧化膜的绝
缘性,产生电击穿。1984年,Albella和Montero等提出了杂质
中心放电理论13l’他们研究发现阳极表面所形成的氧化膜中外层
表面含有杂质阴离子,而且电子电流密度j。与离子电流密度ji之
间有{dji-4%的关系,所以Albella等认为电子电流密度来源于氧
化膜外层中的杂质阴离子,即氧化膜中的电子是由进入氧化膜中
的杂质阴离子释放的。这些电子被高电场加速,通过碰撞电离而
引发电子雪崩,导致电击穿。这一理论是目前应用最广的电击穿
机理。3.无定形氧化膜的晶化过程
微等离子体放电区产生的瞬间高温可达三千度,使放电区氧
化膜发生瞬间熔化和凝固,无定形氧化物熔化凝固晶化成为y.
A1203和a—A1203晶粒,形成陶瓷颗粒。有研究表明,在这一过
程中,基体金属和溶液中的阴离子也参与反应。微弧氧化刚开始时,微区等离子体放电形成单一的陶瓷颗粒,随
着微弧氧化的进行,陶瓷颗粒逐渐增多,最后互相重叠烧结,使
陶瓷氧化膜层增厚长大。氧化膜晶化后,成为具有电绝缘性的Y
·A1203和13-A1203氧化膜,使击穿放电减少,随着Y.A1203和
o-A1203氧化膜的增厚,击穿放电主要发生在陶瓷氧化膜相对薄
弱的孔隙中。


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