Mis on plasma elektrolüütiline oksüdatsioon?

Plasma elektrolüütiline oksüdatsioon (PEO) on üks paljudest protsessidest, mille käigus kaetakse metalleseme pind kaitsva keraamilise kihiga. Sel viisil töödeldavate materjalide hulka kuuluvad metallid, nagu alumiinium ja magneesium, ning keraamiline kate on tavaliselt oksiid. Protsess sarnaneb anodeerimisega, kuid kasutab oluliselt suuremat elektripotentsiaali, mis võib põhjustada plasmalahenduste teket. See kipub tekitama tooriku pinnale väga kõrgeid temperatuure ja rõhku, mille tulemuseks võivad olla mõnevõrra paksemad keraamilised katted, kui traditsiooniline anodeerimine on võimeline. Plasma elektrolüütilise oksüdatsiooniga loodud kaitsekiht võib pakkuda selliseid eeliseid nagu korrosiooni- ja kulumiskindlus.

Esimesed katsed plasma elektrolüütilise oksüdatsiooniga viidi läbi 1950. aastatel ning sellest ajast alates on välja töötatud ja täiustatud erinevaid tehnikaid. Kõik PEO-meetodid töötavad samal põhiprintsiibil, milleks on see, et teatud metallid saab õigetes tingimustes tekitada kaitsva oksiidkatte. Paljud metallid moodustavad hapniku juuresolekul loomulikult oksiidikihi, kuid tavaliselt ei ole see väga paks. Oksiidkatte paksuse suurendamiseks tuleb kasutada anodeerimist ja muid tehnikaid.

Kõige elementaarsemal tasemel on plasma elektrolüütiline oksüdatsioon sarnasus traditsioonilise anodeerimisega. Metallist toorik lastakse elektrolüüdivanni ja ühendatakse elektriallikaga. Enamikul juhtudel toimib metallist toorik ühe elektroodina, samas kui elektrolüüti sisaldav paak on teine. Elektroodidele suunatakse elekter, mille tulemusena eraldub elektrolüütilisest lahusest vesinik ja hapnik. Hapniku vabanemisel reageerib see metalliga ja moodustab oksiidikihi.

Traditsiooniline anodeerimine kasutab metallist toorikule oksiidikihi kasvatamiseks umbes 15–20 volti, samas kui enamik plasma elektrolüütilise oksüdatsiooni tehnikaid kasutavad impulsse 200 volti või rohkem. See kõrgepinge suudab ületada oksiidi dielektrilist tugevust, mis viib plasmareaktsioonideni, millest tehnika sõltub. Need plasmareaktsioonid võivad tekitada temperatuuri umbes 30,000 16,000 ° F (umbes XNUMX XNUMX ° C), mis on vajalik paksude oksiidikihtide moodustamiseks, mida PEO protsessid on võimelised moodustama.

Plasma elektrolüütilise oksüdatsiooniprotsessi käigus tekkivad oksiidkatted võivad olla üle mitmesaja mikromeetri (0.0078 tolli) paksused. Anodeerimist saab kasutada ka kuni umbes 150 mikromeetri (0.0069 tolli) paksuste oksiidikihtide loomiseks, kuigi see protsess nõuab tugevat happelahust, erinevalt lahjendatud aluselektrolüüdist, mida tavaliselt kasutatakse plasma elektrolüütiliseks oksüdeerimiseks. PEO-katte omadusi saab muuta ka elektrolüüdile erinevate kemikaalide lisamisega või pingeimpulsside ajastuse muutmisega.