锦华隆电子材料等离子体电解氧化（PEO）工艺连续卷对卷（铝带/铝箔/铝卷/铝线）

锦华隆电子材料等离子电解氧化物（PEO）涂层是用于金属（例如铝和镁）的坚硬，致密，耐磨且粘附良好的氧化物涂层。它们生长的过程也可以称为微弧氧化（MAO）或火花放电阳极氧化。本质上，它涉及通过施加大于氧化物的介电击穿场的电场来修饰常规的阳极生长的氧化物膜。发生放电，并且所产生的等离子体化学反应有助于涂层的生长。更重要的是，热和压力的局部条件会烧结并退火涂层。快速冷却还会修饰氧化物，导致非晶态材料和纳米晶相的复杂混合物。

锦华隆电子材料PEO应用于任何阀门金属，例如铝，镁或钛，以及广泛的合金。涂层性能不仅取决于基材合金，还取决于所使用的电解质以及电气系统的许多参数。在铝上，可以形成高达130微米厚的致密氧化铝涂层（孔隙率约为3％），但是通过使用不同的电解质，也可以形成厚度高达600微米的更多多孔涂层。典型的氧化铝涂层由相对密集的α-氧化铝多晶层组成，顶部形成了较软，较多孔的gamma-氧化铝层。

锦华隆电子材料PEO™涂层的性能：

硬度：铝上的典型涂层的硬度为1400至1700 HV

附着力：涂层与形成涂层的基材之间的粘合力非常好

耐热性：涂层可以承受2000摄氏度的几秒钟而不会发生任何变化。

隔热：典型的导热率约为1 W m -1 K -1，为基材提供良好的隔热

耐磨性：优于硬质阳极氧化处理的涂层

尺寸公差：涂层均匀且厚度可控。抛光掉附着力差的“外层”后，典型的涂层从被涂层的部件上伸出约25％。

摩擦力：抛光的锦华隆电子材料PEO涂层具有低摩擦系数（干时相对于其自身测量为0.5，润滑时相对于其自身为0.1）

电气绝缘：可在高达500摄氏度的温度下工作，并且在每微米10V的电场下会发生介质击穿

耐腐蚀性能：涂层合金可在盐雾测试室中承受7000小时以上

浸渍：涂料可以用诸如铁氟龙之类的聚合物浸渍，以改变其性能以适应特定应用

PEO过程在室温下在非常稀和生态安全的电解质中发生。典型的电解质可能包括浓度低于每升5克的磷酸钠，硅酸钠，氢氧化钠和过氧化氢。  

锦华隆电子材料PEO涂层的结构，力学和热机械性能

PEO涂料的合规性

PEO涂层最重要的机械特性之一是其“顺应性”或低硬度。这是最早在锦华隆电子材料实验室发现的。如同在其他经典的热喷涂陶瓷涂层系统（例如等离子喷涂YSZ）中一样，这种低刚度可使涂层经受明显的机械应变而没有相应的显着应力。

铝上典型的锦华隆电子材料™PEO涂层的弹性模量仅为30-40 GPa，镁和钛上的锦华隆电子材料PEO涂层观察到相似的值。

锦华隆电子材料PEO涂层的极高的耐磨性可以部分归因于它们的高硬度（铝上的典型硬度值为1500-2000 HV 0.1量级），但是柔韧性在其中也起着重要作用，必须对其进行测量和理解，以便充分表征，解释和优化磨损性能。

有关锦华隆电子材料PEO涂料低硬度的开拓性工作的更多信息，这种低刚度的另一个结果是，它使涂层能够承受显着的热诱导应变而不会脱粘或“剥落”。对于铝和镁上的涂层，尤其如此，因为它们的界面附着力极佳，因为涂层主要是通过基材转化而不是材料沉积产生的。

锦华隆电子材料PEO涂层的孔隙率

锦华隆电子材料PEO微弧氧化膜涂层结构，即使看起来几乎完全致密的涂层（在文献中通常被描述为孔隙率小于3％），实际上也是亚微米级多孔。这种孔隙率被忽略了，因为在典型的抛光横截面中不可见。

当进行精确，准确的密度或孔隙率测量时（使用氦比重瓶法，压汞法或BET吸附等技术），发现所有涂层的表面连接孔隙率至少为20％（通常很小）。不仅超出了此类仪器的测量能力），而且涂层具有相对较高的比表面积（通常约为4 m 2 g -1）。

这种孔隙的重要性在于它可以很容易地被润滑剂渗透，从而改善润滑磨损，或者可以被聚合物或其他材料浸渍，从而在形成复合材料表面时提供良好的面漆粘合性（例如PTFE）。层。

锦华隆电子材料PEO涂料的热导率

锦华隆电子材料PEO实验室的重要发现是PEO涂层的导热系数低。在将实验室的热分析设备（用于分析经典热障涂层，例如等离子喷涂陶瓷）开发到PEO涂层时，发现该涂层显示出相似的刚度和导热系数，因此可以提供具有类似的性能，尽管在本身具有更大热限制的基板上也是如此。

例如，在铝和镁上，发现典型的PEO涂层的导热率约为1 W m -1 K -1。

在所有潜在的热障应用中，较早讨论的涂层低刚度以及对基材的强附着力也是重要的考虑因素，因为它们减少了涂层在暴露时从基材金属“剥落”或从基材上剥离的可能性到明显的温度变化。

锦华隆电子材料PEO涂层的耐磨性能

PEO涂层的许多历史发展，许多现有的工业应用以及有关PEO涂层的许多文献都集中在它们的硬度以及可以为较软的基底金属提供的耐磨保护上。例如，在铝上，PEO涂层的典型硬度在1500-2000 HV 0.1范围内，其表面硬度远高于基材（<200 HV）或常规的硬质阳极氧化（〜500 HV）。这主要是由于结晶氧化铝的显著体积分数（特别是α-Al系2 ö 3），其作为局部加热，熔化和生长层的再固化的结果生成的。

锦华隆电子材料PEO实验室的纳米压痕研究包括对各种PEO涂层类型的硬度分布的详细表征，这些硬度分布与微观结构和相比例有关。然而，在提供良好的磨损性能方面，同等重要的是在本实验室中首次观察到的涂层柔顺性（低刚度），以及在润滑条件下提供优异性能的细表面连通孔隙度。

除常规的磨损测试外，锦华隆电子材料PEO博士还开发了微型磨损表征设备，用于表征薄陶瓷涂层（例如，这些PEO）在多种模式下以及在从磨蚀，腐蚀，冲击到磨损的条件下的磨损性能。

锦华隆电子材料PEO放电特性

贯穿厚度的放电对于PEO过程至关重要。认为放电提供了一种机制，用于使金属基质暴露于来自电解质的氧源。但是，击穿的确切机理在文献中引起了很多争论，特别是击穿是在充气孔中还是在固体氧化物中发生的。为了了解整个过程，分析各个排放物非常重要，并且近年来在此方向上已经做出了巨大的努力。

锦华隆电子材料PEO小组已开发出两种方法来隔离单个排放物。第一种涉及向具有预形成涂层的样品提供低功率。低功率意味着在给定的时间仅有足够的功率可用于一次放电，因此监视系统中流动的电流可以解决单个放电的电流-时间曲线。第二种方法是在工业规模的设置中，与较大的工件并行处理的小面积基板。并行处理的样本可以使用工业电源将正确的电流密度提供给小面积样本。减小小样本的面积会限制提供给它的电流，并降低一次放电一次以上的可能性。