刷鍍法制備PEO陶瓷層及電絕緣性研究

目前人們均采用將試樣或工件放在電解槽內的方法進行等離子體電解氧化，但是在實際工程應用中，當工件尺寸很大或只需要對零件的某一個區域進行微弧氧化制備陶瓷層時，這種方法就顯得無能為力或很不方便了。

我們采用一種刷鍍的方法進行等離子體電解氧化，即可解決這個問題。刷鍍微弧氧化實驗裝置主要由微弧氧化專用電源、刷鍍鍍筆以及電解液供應和冷卻系統組成。工作前先用醫用脫脂棉包裹不銹鋼陰極，并用適當尺寸的絳綸棉套套住棉花，用橡皮筋捆緊，包套總厚度約為5－10mm。實驗采用的基體材料為商用硬鋁，試樣尺寸為50mm×12mm×2mm，用砂輪和砂紙將試樣打磨到所需的表面粗糙度。

待處理零件使用絕緣夾具固定，連接電源陽極，并露出待鍍區域，夾卡方式應保證鍍筆的運動不受阻礙。通電后零件不動，鍍筆在待鍍區域作直線式往復運動，并定時蘸取電解液，記錄鍍筆停留在待鍍區域的時間。陶瓷層的絕緣性能采用圖3-53所示的壓接式絕緣擊穿實驗裝置進行測試，絕緣擊穿電壓采用對零件鍍覆部位增大電壓時，涂層被擊穿時所需的最小電壓來表征。

圖3-54(a)是陶瓷層的厚度與其擊穿電壓之間的關系曲線。從圖中我們可以看出，隨著陶瓷層厚度的增加，擊穿電壓逐漸變大，這預示著陶瓷層絕緣電阻隨陶瓷層厚度的增加而增加。我們知道，在一定的范圍內，陶瓷層的厚度隨著微弧氧化時間增加而增加，因此，若要制備絕緣電阻較大的陶瓷層，可以通過延長微弧氧化時間來獲得。

但是實驗還發現，陶瓷層的平均擊穿場強(擊穿電壓和擊穿處絕緣層厚度的比值)卻隨著陶瓷層厚度的增加而呈下降趨勢，如圖3-54(b)所示。分析認為，當微弧氧化時間較短時，所生成的陶瓷層較為致密，因而平均擊穿(a)(b)場強較大；隨著微弧氧化時間的增加，陶瓷層的厚度雖然有所增加，但是，其致密性卻受到微弧氧化后期連續放電的大火花的破壞作用而受到不利影響，出現裂紋、孔洞等缺陷，降低了涂層的平均擊穿場強。http://www.bjzazl.cn