微弧氧化技术是一种直接在有色金属表面原位生长陶瓷膜的新技术。所谓微弧氧化就是将Al、Mg、Ti等有色金属或其合金置于电解质水溶液中,作为阳极,利用电化学方法在该材料的表面产生火花放电斑点,在热化学、等离子体化学和电化学的共同作用下,获得金属氧化物陶瓷层的一种表面改性技术。将铝、镁、钛等合金样品放入电解液中,通电后表面立即生成很薄一层氧化物绝缘层,这属于普通阳极氧化阶段,当电极间电压超过某一临界值时,氧化膜某些薄弱部位被击穿,发生微区弧光放电现象,溶液里的样品表面能观察到无数游动的弧点。由于击穿总是在氧化膜相对薄弱的部位发生,当氧化膜被击穿后,在膜内部形成放电通道。初始一段时间内,样品表面游动弧点较密,随着氧化时间延长,膜厚度增加,击穿变得越来越困难,试样表面弧点变稀,在试样表面出现较大的弧点。电解质离子进入氧化膜后,形成杂质放电中心,产生等离子放电,使氧离子、电解质离子与基体金属强烈结合,同时放出大量的热,使形成的氧化膜在基体表面熔融、烧结,形成具陶瓷结构的膜层。该技术的基本原理类似于阳极氧化技术,所不同的是利用等离子体弧光放电增强了在阳极上发生的化学反应,这也是该种膜层综合性能得到提高的原因。
微弧氧化技术首先具有如下优势:处理所得的陶瓷层耐磨、耐蚀性能好;电绝缘性能好;导热系数小;与基体结合强度高。其次,微弧氧化处理工艺简单,生产效率高;微弧氧化工艺采用碱性电解质溶液,无环保限制型元素加入,生产中不会产生有害气体,且基本无排放,因而是一种环保型表面处理技术