正航為您解析等離子電解基本原理

等離子體電解的基本原理是：在工件電極與工作電極之間施加外電壓，當(dāng)兩極之間的電勢差達(dá)到一定程度時，工件電極與液界面處的電勢突變產(chǎn)生的高電場強度可以擊穿界面處的鈍化膜、氣體等電介質(zhì)，使得電極表面局部產(chǎn)生瞬間高溫并發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)，從而在電極表面制備具有特定性能的改性層或沉積層。

與電解有關(guān)等離子體放電現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)較早，但直到20世紀(jì)60年代，才由McNiell和Gruss等人正式利用等離子體電解的火花放電在含鈮的溶液中對鎘陽極實現(xiàn)了表面的鈮酸鎘(Cadmium niobate)沉積，并對鎢酸鹽和硅酸鹽溶液中的放電現(xiàn)象進(jìn)行了研究。除此之外，更多的關(guān)于等離子體電解的研究集中在對鋁的陽極化處理方面，有代表性的工作是由Markov和他的同事們展開的，他們在20世紀(jì)70年代期間對鋁陽極的弧放電行為進(jìn)行了深入的探索。此后人們根據(jù)溶液中材料表面的放電現(xiàn)象將等離子體電解技術(shù)稱為“等離子體電解氧化”(PlasmaElectrolyticoxidation)。

從20世紀(jì)80年代起，人們詳細(xì)地研究了不同金屬表面的等離子體電解行為，比如前蘇聯(lián)的Snezhko，Markov Fyedorov，Gordienko等，德國的Kurze等。Kurze還較早把等離子體電解技術(shù)大規(guī)模的推廣于工業(yè)應(yīng)用。我國對等離子體電解的研究始于20世紀(jì)90年代，國內(nèi)研究人員在引進(jìn)和吸收俄羅斯技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了大量的探索性研究。類似于這些發(fā)展的液態(tài)電介質(zhì)中表面放電的熱效應(yīng)由Lazarenko和他的合作者發(fā)現(xiàn)，并且被用于金屬熱處理的目的，稱為電解等離子體加熱。進(jìn)一步發(fā)展是Duradzhy等研究了等離子體電解加熱期間的熱擴(kuò)散效應(yīng)。在該過程中還注意到了電介質(zhì)元素擴(kuò)散進(jìn)入電極表面的現(xiàn)象。20世紀(jì)80年代期間，這些效應(yīng)被用來發(fā)展一套對具有各種合金元素的塊體材料表面滲透。

為了充分發(fā)揮這些等離子電解工藝在更寬范圍的表面工程應(yīng)用潛力，進(jìn)一步發(fā)展需要更好地理解在電解期間發(fā)生在電極上的一些等離子體現(xiàn)象的物理化學(xué)背景。Nie等人把上述具有共同原理的等離子體電解工藝，即等離子體電解氧化(PEO)和等離子體電解滲透(PES)統(tǒng)稱為PlasmaElectrolytic Deposition(PED)，即等離子體電解沉積。http://www.upheartbreakhill.com