錦華隆電子材料等離子體電解氧化（PEO）工藝連續(xù)卷對卷（鋁帶/鋁箔/鋁卷/鋁線）
錦華隆電子材料等離子電解氧化物（PEO）涂層是用于金屬（例如鋁和鎂）的堅硬，致密，耐磨且粘附良好的氧化物涂層。它們生長的過程也可以稱為微弧氧化（MAO）或火花放電陽極氧化。本質(zhì)上，它涉及通過施加大于氧化物的介電擊穿場的電場來修飾常規(guī)的陽極生長的氧化物膜。發(fā)生放電，并且所產(chǎn)生的等離子體化學反應有助于涂層的生長。更重要的是，熱和壓力的局部條件會燒結(jié)并退火涂層?？焖倮鋮s還會修飾氧化物，導致非晶態(tài)材料和納米晶相的復雜混合物。
錦華隆電子材料PEO應用于任何閥門金屬，例如鋁，鎂或鈦，以及廣泛的合金。涂層性能不僅取決于基材合金，還取決于所使用的電解質(zhì)以及電氣系統(tǒng)的許多參數(shù)。在鋁上，可以形成高達130微米厚的致密氧化鋁涂層（孔隙率約為3％），但是通過使用不同的電解質(zhì)，也可以形成厚度高達600微米的更多多孔涂層。典型的氧化鋁涂層由相對密集的α-氧化鋁多晶層組成，頂部形成了較軟，較多孔的gamma-氧化鋁層。
錦華隆電子材料PEO?涂層的性能：
硬度：鋁上的典型涂層的硬度為1400至1700 HV
附著力：涂層與形成涂層的基材之間的粘合力非常好
耐熱性：涂層可以承受2000攝氏度的幾秒鐘而不會發(fā)生任何變化。
隔熱：典型的導熱率約為1 W m -1 K -1，為基材提供良好的隔熱
耐磨性：優(yōu)于硬質(zhì)陽極氧化處理的涂層
尺寸公差：涂層均勻且厚度可控。拋光掉附著力差的“外層”后，典型的涂層從被涂層的部件上伸出約25％。
摩擦力：拋光的錦華隆電子材料PEO涂層具有低摩擦系數(shù)（干時相對于其自身測量為0.5，潤滑時相對于其自身為0.1）
電氣絕緣：可在高達500攝氏度的溫度下工作，并且在每微米10V的電場下會發(fā)生介質(zhì)擊穿
耐腐蝕性能：涂層合金可在鹽霧測試室中承受7000小時以上
浸漬：涂料可以用諸如鐵氟龍之類的聚合物浸漬，以改變其性能以適應特定應用
PEO過程在室溫下在非常稀和生態(tài)安全的電解質(zhì)中發(fā)生。典型的電解質(zhì)可能包括濃度低于每升5克的磷酸鈉，硅酸鈉，氫氧化鈉和過氧化氫。
錦華隆電子材料PEO涂層的結(jié)構(gòu)，力學和熱機械性能
PEO涂料的合規(guī)性
PEO涂層最重要的機械特性之一是其“順應性”或低硬度。這是最早在錦華隆電子材料實驗室發(fā)現(xiàn)的。如同在其他經(jīng)典的熱噴涂陶瓷涂層系統(tǒng)（例如等離子噴涂YSZ）中一樣，這種低剛度可使涂層經(jīng)受明顯的機械應變而沒有相應的顯著應力。
鋁上典型的錦華隆電子材料?PEO涂層的彈性模量僅為30-40 GPa，鎂和鈦上的錦華隆電子材料PEO涂層觀察到相似的值。
錦華隆電子材料PEO涂層的極高的耐磨性可以部分歸因于它們的高硬度（鋁上的典型硬度值為1500-2000 HV 0.1量級），但是柔韌性在其中也起著重要作用，必須對其進行測量和理解，以便充分表征，解釋和優(yōu)化磨損性能。
有關(guān)錦華隆電子材料PEO涂料低硬度的開拓性工作的更多信息，這種低剛度的另一個結(jié)果是，它使涂層能夠承受顯著的熱誘導應變而不會脫粘或“剝落”。對于鋁和鎂上的涂層，尤其如此，因為它們的界面附著力極佳，因為涂層主要是通過基材轉(zhuǎn)化而不是材料沉積產(chǎn)生的。
錦華隆電子材料PEO涂層的孔隙率
錦華隆電子材料PEO微弧氧化膜涂層結(jié)構(gòu)，即使看起來幾乎完全致密的涂層（在文獻中通常被描述為孔隙率小于3％），實際上也是亞微米級多孔。這種孔隙率被忽略了，因為在典型的拋光橫截面中不可見。
當進行精確，準確的密度或孔隙率測量時（使用氦比重瓶法，壓汞法或BET吸附等技術(shù)），發(fā)現(xiàn)所有涂層的表面連接孔隙率至少為20％（通常很?。?。不僅超出了此類儀器的測量能力），而且涂層具有相對較高的比表面積（通常約為4 m 2 g -1）。
這種孔隙的重要性在于它可以很容易地被潤滑劑滲透，從而改善潤滑磨損，或者可以被聚合物或其他材料浸漬，從而在形成復合材料表面時提供良好的面漆粘合性（例如PTFE）。層。
錦華隆電子材料PEO涂料的熱導率
錦華隆電子材料PEO實驗室的重要發(fā)現(xiàn)是PEO涂層的導熱系數(shù)低。在將實驗室的熱分析設備（用于分析經(jīng)典熱障涂層，例如等離子噴涂陶瓷）開發(fā)到PEO涂層時，發(fā)現(xiàn)該涂層顯示出相似的剛度和導熱系數(shù)，因此可以提供具有類似的性能，盡管在本身具有更大熱限制的基板上也是如此。
例如，在鋁和鎂上，發(fā)現(xiàn)典型的PEO涂層的導熱率約為1 W m -1 K -1。
在所有潛在的熱障應用中，較早討論的涂層低剛度以及對基材的強附著力也是重要的考慮因素，因為它們減少了涂層在暴露時從基材金屬“剝落”或從基材上剝離的可能性到明顯的溫度變化。
錦華隆電子材料PEO涂層的耐磨性能
PEO涂層的許多歷史發(fā)展，許多現(xiàn)有的工業(yè)應用以及有關(guān)PEO涂層的許多文獻都集中在它們的硬度以及可以為較軟的基底金屬提供的耐磨保護上。例如，在鋁上，PEO涂層的典型硬度在1500-2000 HV 0.1范圍內(nèi)，其表面硬度遠高于基材（<200 HV）或常規(guī)的硬質(zhì)陽極氧化（?500 HV）。這主要是由于結(jié)晶氧化鋁的顯著體積分數(shù)（特別是α-Al系2 ? 3），其作為局部加熱，熔化和生長層的再固化的結(jié)果生成的。
錦華隆電子材料PEO實驗室的納米壓痕研究包括對各種PEO涂層類型的硬度分布的詳細表征，這些硬度分布與微觀結(jié)構(gòu)和相比例有關(guān)。然而，在提供良好的磨損性能方面，同等重要的是在本實驗室中首次觀察到的涂層柔順性（低剛度），以及在潤滑條件下提供優(yōu)異性能的細表面連通孔隙度。
除常規(guī)的磨損測試外，錦華隆電子材料PEO博士還開發(fā)了微型磨損表征設備，用于表征薄陶瓷涂層（例如，這些PEO）在多種模式下以及在從磨蝕，腐蝕，沖擊到磨損的條件下的磨損性能。
錦華隆電子材料PEO放電特性
貫穿厚度的放電對于PEO過程至關(guān)重要。認為放電提供了一種機制，用于使金屬基質(zhì)暴露于來自電解質(zhì)的氧源。但是，擊穿的確切機理在文獻中引起了很多爭論，特別是擊穿是在充氣孔中還是在固體氧化物中發(fā)生的。為了了解整個過程，分析各個排放物非常重要，并且近年來在此方向上已經(jīng)做出了巨大的努力。
錦華隆電子材料PEO小組已開發(fā)出兩種方法來隔離單個排放物。第一種涉及向具有預形成涂層的樣品提供低功率。低功率意味著在給定的時間僅有足夠的功率可用于一次放電，因此監(jiān)視系統(tǒng)中流動的電流可以解決單個放電的電流-時間曲線。第二種方法是在工業(yè)規(guī)模的設置中，與較大的工件并行處理的小面積基板。并行處理的樣本可以使用工業(yè)電源將正確的電流密度提供給小面積樣本。減小小樣本的面積會限制提供給它的電流，并降低一次放電一次以上的可能性。