鋁及鋁合金有較好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。因其重量輕、塑性高、延展性好、易于加工而被航天、航空、汽車、建筑等行業(yè)廣泛應(yīng)用。
鋁合金表面微弧放電陶瓷化改性新技術(shù)是將鋁合金作為陽極，在導(dǎo)電的工作液中通過微電�。ǘ屉娀。┗鸹ǚ烹姡陔娀瘜W(xué)等雙重作用下，在鋁合金表面原位生成一層厚度1~20μm的三氧化二鋁陶瓷層。
鋁合金微弧氧化的基本原理 圖所示為鋁合金微弧氧化加工原理示意圖。鋁合金接脈沖電源的正極，不銹鋼液槽接脈沖電源的負(fù)極；電解液常用氫氧化鉀（KOH）或添加硅酸鈉（Na2SiO3）、偏鋁酸鈉（NaAlO2）等的深液。由于微弧氧化過程放出很多的熱量及電能轉(zhuǎn)變成的熱能，造成電解液溫度升高很快，所以采用壓縮空氣管接入槽內(nèi)攪拌和冷卻。如有條件可在不銹鋼液槽外用不銹鋼或塑料板制成冷卻水夾套層，冷卻水自下流入，自上流出，控制水溫在40~50℃之間，效果較好。
當(dāng)鋁合金浸入電解液（一般為0.1%的KOH溶液）中，在脈沖電源和電解液的作用下，電解電壓在10~100V之間，鋁合金表面往往會(huì)形成氧化膜；當(dāng)正極電壓升至300V左右時(shí)，鋁合金表面產(chǎn)生暈光放電形成過渡層；當(dāng)正極電壓達(dá)到400~600V時(shí)，鋁合金產(chǎn)生微弧正極電壓達(dá)到400~600V時(shí)，鋁合金產(chǎn)生電學(xué)、放電，在工作液中的瞬時(shí)高溫下，發(fā)生電學(xué)、放電，在工作液中的瞬時(shí)高溫下，發(fā)生電學(xué)、物理、化學(xué)反映生成三氧化二鋁（即Al2O3）的陶瓷層，并牢固地附著在鋁合金上，一般厚度達(dá)1~200μm，顯微硬度達(dá)1000~1500HV，絕緣電阻率達(dá)106~1010Ω·cm，形成一層耐磨、耐高溫（瞬時(shí)可承受3000℃高溫）、耐堿的保護(hù)陶瓷層。
由于放電脈脈沖寬時(shí)間（1~20ms)比電火花加工的脈寬時(shí)間長(zhǎng)，故稱之為短電弧放電，或稍微放電。其主要目的是把基體鋁變成氧化鋁陶瓷層。
鋁合金微弧氧化陶瓷層的應(yīng)用
在航天、航空、機(jī)械等行業(yè)要求質(zhì)量輕的耐磨產(chǎn)品中，用鋁合金微弧氧化生成耐磨致密陶瓷層代替鋼才做液壓、氣動(dòng)伺服閥的閥芯、閥套、油缸及活塞等部件，用鋁合金微弧氧化工藝取代淬火鋼零件。
可用于牢固吸附油漆的多孔毛化層，廣泛用于汽車工業(yè)中鋁、鎂合金的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋、箱體及鋁合金螺旋槳等。
能耐酸、堿、海水、鹽霧的腐蝕，可用于化工、船舶、潛艇、深海器械的防腐層。
陶瓷層短期能耐1000~2000℃的高溫，可提高鋁、鎂、鈦合金部件的工作溫度。還能耐短時(shí)高溫火焰、氣流沖刷，故可廣泛用于航天、航空、導(dǎo)彈和火箭等發(fā)動(dòng)機(jī)的喉襯，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的耐熱、隔熱零部件。
微弧氧化后成為微孔隙的陶瓷表面，若添以二硫化鉬或聚四氟乙烯等固體潤(rùn)滑劑，則更具獨(dú)特的減摩擦、磨損效果，比鋼、鑄鐵的同軸承更輕而耐磨�？捎糜谄�、磨托車、電動(dòng)工具以及家電中。
微弧氧化陶瓷層具有電絕絕性能較高的表面，其電阻率可達(dá)到106~1012Ω·cm，很薄的陶瓷膜層，其絕緣強(qiáng)度可達(dá)幾十兆歐以上，耐高壓100~1000V。可用于既要良好導(dǎo)電，又要有良好絕緣性能的精密、微小、特殊機(jī)構(gòu)中。
鋁、鎂、鈦合金做成采色的陶瓷表層，可以作為手機(jī)外殼等高級(jí)裝飾材料。
微弧氧化時(shí)在工液中加入含磷的某些化合物，可以制成抑制生物生長(zhǎng)的陶瓷層，可抑制電冰箱內(nèi)壁生長(zhǎng)細(xì)菌、霉菌等。
微弧氧化時(shí)在工作液中添加鈣或活性磷，能形成親生物表層，可使植入體內(nèi)的假肢、關(guān)節(jié)易于附著生長(zhǎng)骨骼、血管和神經(jīng)細(xì)胞等。
