等离子体电解氧化陶瓷层生长动力学机制及力学特性

等离子体电解氧化(PEO)作为近年发展的"绿色"表面加工新方法,可有效提升轻金属材料的表面性能,在全铝发动机及纺织零部件等表面陶瓷化方面具有重要的实用价值。PEO过程为典型多效应耦合的极端非平衡过程,等离子体放电及涂层生长机理异常复杂,故存在多种诠释陶瓷层生长机制的理论模型;本文系统讨论了电子雪崩效应导致击穿放电的三个重要模型,即Ikonopisov模型,连续雪崩模型和杂质中心放电模型。由于火花放电及高温烧结作用,PEO过程中存在氧化膜的击穿、熔化、凝固及相变等反应,并最终形成具有微孔结构的陶瓷性涂层。陶瓷层中微孔密度及孔隙特征与其服役性能紧密相关,因此文中阐述了PEO陶瓷层孔隙率的测定方法,并总结了PEO涂层的抗疲劳特性及其摩擦磨损行为。此外,提出了等离子体电解氧化的研究重点与发展方向,展望了该新方法的应用领域与广阔前景。