Plazmowe utlenianie elektrolityczne aluminium zarys technologii procesu

Gębarowski, W.; Pietrzyk, S.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Plazmowe utlenianie elektrolityczne aluminium zarys technologii procesu

Autorzy

Gębarowski W. , Pietrzyk S.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Plasma electrolytic oxidation of aluminium outline of the process technology

Języki publikacji

Abstrakty

Plazmowe utlenianie elektrolityczne pozwala otrzymywać na stopach aluminium tlenkowe warstwy ochronne o wysokich parametrach mechanicznych, znacznie przewyższających powłoki otrzymywane na drodze tradycyjnego anodowania. Jest to spowodowane ich litą strukturą, zawierającą dużą ilość twardych faz krystalicznych Al2O3. Warstwy charakteryzują się bardzo dużą twardością, odpornością na ścieranie, posiadają znakomitą przyczepność do podłoża i dobrą odporność na korozję. Własności otrzymywanych powłok zależą głównie od warunków prądowych oraz składu i temperatury elektrolitu. Wysokie potencjały międzyelektrodowe w trakcie trwania procesu wywołują mikrowyładowania, powodujące przebijanie warstewki utlenionej i występowanie lokalnie bardzo wysokich temperatur, odpowiadających za specyficzną budowę i własności warstwy tlenkowej.

Plasma electrolytic oxidation is the relatively new method of oxide layers formation on aluminium alloys. Plasma electrolytic oxide coatings have more advantageous mechanical properties than coatings obtained in traditional anodizing. It is due to dense structure with high content of hard, crystalline phases of Al2O3. Coatings offer very high hardness, wear resistance, great interfacial adhesion and good corrosion resistance. Thickness of alumina layers can reach up to 300 [mi]m. The final properties of coatings depend on the process parameters like: current conditions, composition and temperature of electrolyte. During the process high potentials occur, which result in electric breakdowns of oxide layer visible as a short duration micro-arcs on whole surface of electrode. These micro breakdowns locally heat up oxide to very high temperatures, which leads alumina fusing. This phenomenon is responsible for the specific morphology of oxide layer. Plasma electrolytic oxidation is environmentally friendly because of high diluted electrolytes are used. Coatings have many applications in industry, especially in areas with particularly high endurance requirements. Additionally this technique gives great possibilities to producing many different composites coatings.

Słowa kluczowe

plazmowe utlenianie elektrolityczne anodowanie aluminium warstwa tlenkowa tlenek glinowy

plasma electrolytic oxidation aluminium anodizing alumina oxide layer

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Rudy i Metale Nieżelazne

Rocznik

2012

Tom

R. 57, nr 4

Strony

237--242

Opis fizyczny

Bibliogr. 24 poz., tab.

Twórcy

autor

Gębarowski W.

autor

Pietrzyk S.

AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

1. Yerokhin A.: Preface, Surface and Coatings Technology. 2005, t. 199, nr 2‐3, s. 119-120.
2. Hradcovsky R. J., Headan S.: US patent No 3832293, Process for forming coating comprising a silicate on valve group metals, 1974.
3. Markov G. A., Markova G. V.: USSR patent No 526961, Method for forming anodes of electrolytic capacitors, 1976.
4. Yerokhin A.: Preface. Surface and Coatings Technology. 2007, t. 201, nr 21, s. 8659-8660.
5. Totten G. E., MacKenzie D. S.: Handbook of Aluminium. Vol. 2. Alloy Production and Materials Manufacturing. Marcel Dekker Inc., New York, 2003.
6. Biestek T., Weber J.: Powłoki konwersyjne. WNT, Warszawa, 1968.
7. Yerokhin A., Nie X., Leyland A., Matthews A., Dowey S. J.: Plasma electrolysis for surface engineering. Surface and Coatings Technology, 1999, t. 122, nr 2‐3, s. 73-93.
8. Krishna L. R., Purnima A. S., Wasekar N. P., Sundararajan G.: Kinetics and Properties of Micro Arc Oxidation Coatings Deposited on Commercial Al Alloys. Metallurgical and Materials Transactions A, 2007, t. 38, nr 2, s. 370-378.
9. Dunleavy C. S., Golosnoy I. O., Curran J. A., Clyne T. W.: Characterisation of discharge events during plasma electrolytic oxidation. Surface and Coatings Technology, 2009, t. 203, nr 22, s. 3410-3419.
10. Sundararajan G., Krishna L. R.: Mechanisms underlying the formation of thick alumina coatings through the MAO coating technology. Surface and Coatings Technology, 2003, t. 167, nr 2‐3, s. 269-277.
11. Dunleavy C. S., Curran J. A., Clyne T. W.: Self‐similar scaling of discharge events through PEO coatings on aluminium. Surface and Coatings Technology, przyjęte do druku 2011.
12. Koroleva E., Thompson G. E., Hollrigl G., Bloeck M.: Surface morphological changes of aluminium alloys in alkaline solution: effect of second phase material. Corrosion Science, 1999, t. 41, nr 8, s. 1475-1495.
13. Snizhko L. O., Yerokhin A. L., Pilkington A., Gurevina N. L., Misnyankin D. O., Leyland A., Matthews A.: Anodic processes in plasma electrolytic oxidation of aluminium in alkaline solutions. Electrochimica Acta, 2004, t. 49, nr 13, s. 2085-2095.
14. Polat A., Makaraci M., Usta M.: Influence of sodium silicate concentration on structural and tribological properties of microarc oxidation coatings on 2017A aluminum alloy substrate. Journal of Alloys and Compounds, 2000, t. 504, nr 2, s. 519-526.
15. Guangliang Y., Xianyi L., Yizhen B., Haifeng C., Zengsun J.: The effects of current density on the phase composition and microstructure properties of micro‐arc oxidation coating. Journal of Alloys and Compounds, 2002, t. 345, nr 1‐2, s. 196-200.
16. Malyshev V. N., Malysheva N. V.: KAI, Kazan 1988, s. 88.
17. Krishna L., Purnima A., Sundararajan G.: A comparative study of tribological behavior of microarc oxidation and hard‐anodized coatings. Wear, 2006, t. 261, nr 10, s. 1095-1101.
18. Curran J. A.: The Keronite Process: Structure and Properties, DAKS, 2006.
19. Curran J., Clyne T.: The thermal conductivity of plasma electrolytic oxide coatings on aluminium and magnesium. Surface and Coatings Technology, 2005, t. 199, nr 2‐3, s. 177-183.
20. Nie X., Wilson A., Leyland A., Matthews A.: Deposition of duplex Al2O3/DLC coatings on Al alloys for tribological applications using a combined microarc oxidation and plasma‐immersion ion implantation technique. Surface and Coatings Technology, 2000, t. 131, nr 1‐3, s. 506-513.
21. Awad S., Qian H.: Deposition of duplex AlO/TiN coatings on aluminum alloys for tribological applications using a combined microplasma oxidation (MPO) and arc ion plating (AIP). Wear, 2006, t. 260, nr 1‐2, s. 215-222.
22. Wang Z., Wu L., Qi Y., Cai W., Jiang Z.: Surface & Coatings Technology Self‐lubricating Al2O3 / PTFE composite coating formation on surface of aluminium alloy. Surface & Coatings Technology, 2010, t. 204, nr 20, s. 3315-3318.
23. Pokhmurskii V., Nykyforchyn H., Student M., Klapkiv M., Pokhmurska H., Wielage B., Grund T., Wank A.: Plasma Electrolytic Oxidation of Arc‐Sprayed Aluminum Coatings. Journal of Thermal Spray Technology, 2007, t. 16, nr 5‐6, s. 998-1004.
24. Lihong L., Dejiu S., Jingwu Z., Jian S., Liang L.: Evolution of micro‐arc oxidation behaviors of the hot‐dipping aluminum coatings on Q235 steel substrate. Applied Surface Science, 2011, t. 257, nr 9, s. 4144-4150.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPK6-0019-0032