マイクロアーク酸化の原理とメリット・デメリット

マイクロプラズマ酸化または陽極放電蒸着とも呼ばれるマイクロアーク酸化は、アルミニウム、チタン、マグネシウム、またはそれらの合金などの非鉄金属を特殊な電解液に入れ、金属または合金の表面にセラミック膜を直接成長させる新しい技術です。マイクロプラズマ放電を通じてその場で。 アルマイト処理をベースに確立された新しい工法です。
深センの電気めっき工場は、マイクロアーク酸化プロセスは4つの段階を経ると一般に考えられていると述べた。
(1) アルマイト処理段階
サンプルを特定の電解液に入れると、通電後にサンプルと陰極の表面に小さくて均一な白い泡が多数現れます。 電圧が増加するにつれて、気泡は徐々に大きくなり、密度が高くなり、発生速度も加速し続けます。 この現象は耐圧に達するまで続き、この段階を陽極酸化段階と呼びます。
(2) 火花放電段階
サンプルに印加される電圧が破壊電圧に達すると、サンプルの表面に小さな低輝度のスパーク点が無数に現れ始めます。 これらの火花点は密度が低く、爆発音はありません。 この段階では、サンプルの表面にセラミック層が形成され始めますが、セラミック層の成長速度は非常に遅く、硬度と密度が低くなります。 したがって、この段階の時間を可能な限り短縮する必要があります。
(3) マイクロアーク酸化ステージ
火花放電段階に入った後、電圧が上昇し続けると、火花は徐々に大きく明るくなり、密度が増加します。 その後、サンプル表面には均一な放電アークスポットが現れ始めました。 アークスポットは大きく密度が高く、電流密度が増加すると明るくなり、強い爆発音を伴います。 この時点で、マイクロアーク酸化の段階に入ります。
(4) アーク消弧段階
マイクロ アーク酸化段階の終わりに電圧が最大値に達すると、セラミック層の成長には 2 つの傾向が見られます。 1 つは、サンプル表面のアーク ポイントがますますまばらになり、最終的には消滅し、表面には少量の細かい火花のみが残ることです。 これらの火花はやがて消え、爆発音も止まります。 もう一つは、表面に微量の微細な火花が発生し、最終的には完全に消えてしまいますが、他の部分に突然大きなアークスポットが現れるタイプもあります。 これらの大きなアーク スポットはまばゆいばかりで、長時間静止したままになるため、大量のガスが発生し、爆発音が大きくなります。
維持酸化技術の利点と現状の課題
マイクロアーク酸化技術は陽極酸化をベースに開発されており、そのプロセスにおいて次のような優れた特徴を持っています。 (1) 電解液は弱アルカリ性であり、環境を汚染しません。 (2) 工程が簡単で、ワークの前処理は表面の自然酸化膜を除去する必要がなく、表面の油分や汚れを除去するだけで済むため、大規模な自動化生産に適している。 (3) マイクロアーク酸化は一度にまたは複数の段階で完了できますが、陽極酸化は一度中断すると再開する必要があります。 (4) 真空や低温条件を必要としません。
ただし、このテクノロジーにはまだいくつかの問題があります。 例えば、マイクロアーク酸化膜の形成プロセスは非常に複雑であり、そのメカニズムの研究は十分ではありません。 酸化電圧は従来の陽極酸化よりもはるかに高いため、操作中に安全上の注意を払う必要があります。 マイクロアーク酸化の電流効率は比較的低いです。 電解液の温度は急速に上昇するため、冷却が必要になります。