Микродуговое оксидирование

Микродуговое оксидирование (МДО) – электрохимический процесс модификации (окисления) поверхности вентильных металлов и их сплавов (оксиды которых, полученные электрохимическим путём, обладают униполярной проводимостью в системе металл-оксид-электролит, например сплавы Al, Mg, Ti, Zr, Nb, Ta и др.) в электролитной плазме с целью получения оксидных слоев (покрытий).

Модификация поверхности и структурирование переходного слоя достигается реализацией последовательности из серий периодических формующих электрических импульсов особой формы. Посредством управления амплитудой, длительностью, фронтами и срезами, фазовым соотношением, позиционным комбинированием и частотой импульсов происходит генерация плазменных разрядов. Они синтезируют твердые структуры металлокерамических соединений (композитов) высокотемпературных полиморфных модификаций из элементов материала основы с определенной избирательностью, зависящей от состава нормально-активирующей или нормально-пассивирующей среды (рН и состав электролита).

Установленные в ходе фундаментальных исследований закономерности образования структуры оксидных слоев при микродуговом оксидировании позволили обеспечить контроль и управление формой, размером, фазовым составом, интеграцией и взаимодействием элементов субмикронной структуры образующихся оксидных слоев (композитов). Это впервые позволило получать конструкционные материалы слоистой структуры, в несколько раз превосходящие по эксплуатационным характеристикам традиционные материалы за счет проявления в различных эксплуатационных средах совокупности свойств, присущих полимерам, металлам и их оксидам, сочетаемым в одном композите.

Другие названия МДО

• Плазменно-электролитный синтез оксидных слоев
• Плазменно-электролитическое оксидирование
• Оксидирование в электролитной плазме
• Поверхностная обработка в электролитной плазме
• Микроплазменное электролитическое оксидирование

Области применения

Синтезированные оксидные слои используются в качестве многофункциональных покрытий на деталях изделий различных отраслей промышленности для защиты от схватывания и заедания при трении, диспергирования и выкрашивания, коррозии (фреттинг-коррозии, контактной коррозии и большинства других видов), эрозионного, кавитационного, окислительного, коррозионно-механического, водородного и других видов износа, для создания декоративных, биоцидных и биоадаптивных, теплозащитных, гигроскопических, диэлектрических, полупроводниковых и других комплексов свойств рабочей поверхности.

См. также

1. Оксидирование
2. Анодирование
3. Электролит
4. Плазма
5. Анодный электролитный нагрев

Литература

• Эпельфельд А.В., Белкин П.Н., Борисов А.М., Васин В.А., Крит Б.Л., Лю-дин В.Б., Сомов О.В., Сорокин, В.А. Суминов И.В., Францкевич В.П. Современ-ные технологии модификации поверхности материалов и нанесения защитных покрытий: в 3 т. Т. I: Микродуговое оксидирование. – М.; СПб.: Реноме, 2017. – 648 с. (ISBN 978-5-91918-646-5, Т. I. 978-5-91918-832-2, тираж 1500 экз.)
• Белкин П.Н., Борисов А.М., Васин В.А., Крит Б.Л., Людин В.Б., Сомов О.В., Сорокин, В.А. Суминов И.В., Францкевич В.П., Эпельфельд А.В. Современ-ные технологии модификации поверхности материалов и нанесения защитных покрытий: в 3 т. Т. II: Электрохимико-термическая обработка металлов и сплавов. – М.; СПб.: Реноме, 2017. – 520 с. (ISBN 978-5-91918-646-5, Т. II. 978-5-91918-676-2, тираж 1500 экз.)
• Суминов И.В., Белкин П.Н., Борисов А.М., Васин В.А., Крит Б.Л., Людин В.Б., Сомов О.В., Сорокин, В.А. Францкевич В.П., Эпельфельд А.В. Современные технологии модификации поверхности материалов и нанесения защитных покры-тий: в 3 т. Т. III: Комбинированные технологии обработки материалов и нанесе-ния защитных покрытий. – М.; СПб.: Реноме, 2017. – 400 с. (ISBN 978-5-91918-646-5, Т. III. 978-5-91918-677-9, тираж 1500 экз.)
• Суминов И.В., Эпельфельд А.В., Людин В.Б., Крит Б.Л., Борисов А.М. Микродуговое оксидирование (теория, технология, оборудование). М.: ЭКОМЕТ, 2005. 368 с.
• Гордиенко П.С. Электрохимическое формирование покрытий на алюминии и его сплавах при потенциалах искрения и пробоя. Владивосток, Дальнаука, 1999 –232с.
• Жуков С.В., Кантаева О.А., Желтухин Р.В. и др. Исследование физико-механических свойств, структуры и фазового состава покрытий, полученных методом микродугового оксидирования. М.: Приборы, 2008. №4. С. 28-32.
• Казанцев И.А., Кривенков А.О. Технология получения композиционных материалов микродуговым оксидированием: монография / И.А. Казанцев, А.О. Кривенков. – Пенза: Информационно-издательский центр ПГУ, 2007.–240 с.
• Саакиян Л.С., Ефремов А.П., Ропяк Л.Я., Эпельфельд А.В. Применение поверхностного упрочнения алюминиевых сплавов и покрытий для повышения коррозионно-механической стойкости деталей нефтегазопромыслового оборудования. – М.: ВНИИОЭНГ. 1986. – 60 с.
• Баковец В.В., Поляков О.В., Долговесова И.П. Плазменно-электролитическая анодная обработка металлов. – Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1991. – 168 с.
• Черненко В.И., Снежко Л.А, Папанова И.И. Получение покрытий анодно-искровым электролизом. – Л.: Химия, 1991. – 128 с.
• Гордиенко П.С. Образование покрытий на аноднополяризованных электродах в водных электролитах при потенциалах пробоя и искрения. – Владивосток: Дальнаука, 1996. – 216 с.
• Гордиенко П.С., Гнеденков С.В. Микродуговое оксидирование титана и его сплавов. – Владивосток: Дальнаука, 1997. – 186 с.
• Yerokhin A.L., Nie X., Leyland A., Matthews A., Dowey S.J. Plasma electrolysis for surface engineering//Surface and Coatings Technology. 1999. V. 122. P. 73–93.
• Суминов И.В., Эпельфельд А.В., Людин В.Б., Борисов А.М., Крит Б.Л. Микродуговое оксидирование (обзор)//Приборы. 2001. № 9. С. 13–23; № 10. С. 26–36.
• Дунькин О.Н., Людин В.Б., Суминов И.В., Шичков Л.П., Эпельфельд А.В. Система цифрового управления и мониторинга установок плазменно-электролитической обработки//Приборы. 2003. № 4. С. 30–44; № 5. С. 27–41; № 6. С. 35–45.
• Мамаев А.И., Мамаева В.А. Сильнотоковые микроплазменные процессы в растворах электролитов. – Новосибирск: издательство СО РАН, 2005. – 255 с.
• Казанцев И.А., Кривенков А.О. Технология получения композиционных материалов микродуговым оксидированием. – Пенза: Информационно-издательский центр ПГУ, 2007. – 240 с.
• Суминов И.В., Белкин П.Н., Эпельфельд А.В., Людин В.Б., Крит Б.Л., Борисов A.M. Плазменно-электролитическое модифицирование поверхности металлов и сплавов. В 2-х томах. Том II. – М.: Техносфера, 2011. – 512 с.
• Гнеденков С.В., Синебрюхов С.Л., Сергиенко В.И. Композиционные многофункциональные покрытия на металлах и сплавах, формируемые плазменным электролитическим оксидированием. – Владивосток: Дальнаука, 2013. – 460 с.
• Гордиенко П.С., Достовалов В.А., Ефименко А.В. Микродуговое оксидирование металлов и сплавов. – Владивосток: Издательский дом Дальневосточного федерального университета, 2013. – 522 с.
• Владимиров Б.В., Крит Б.Л., Людин В.Б., Морозова Н.В., Российская А.Д., Суминов И.В., Эпельфельд А.В. Микродуговое оксидирование магниевых сплавов (обзор)//Электронная обработка материалов. 2014. № 3. С. 1–38.
• Vladimirov B.V., Krit B.L., Lyudin V.B., Morozova N.V., Rossiiskaya A.D., Suminov I.V., Epel’feld A.V. Microarc oxidation of magnesium alloys: a review//Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2014. V. 50. № 3. Р. 195–232.
• Шаркеев Ю.П., Псахье С.Г., Легостаева Е.В. и др. Биокомпозиты на основе кальцийфосфатных покрытий, наноструктурных и ультрамелкозернистых биоинертных металлов, их биосовместимость и биодеградация. – Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2014. – 594 с.
• Снежко Л.А., Руднев В.С. Анодно-искровое оксидирование магния. – М: Издательство «Техника», ТУМА ГРУПП, 2014. – 160 с.
• Парфенов Е.В., Невьянцева Р.Р., Горбатков С.А., Ерохин А.Л. Электролитно-плазменная обработка: моделирование, диагностика, управление. – М: Машиностроение, 2014. –380 с.
• Борисов А.М., Крит Б.Л., Людин В.Б., Морозова Н.В., Суминов И.В., Эпельфельд А.В. Микродуговое оксидирование в электролитах–суспензиях (обзор)//Электронная обработка материалов. 2016. № 1. С. 50–77.
• Borisov A.M., Krit B.L., Lyudin V.B., Morozova N.V., Suminov I.V., Apelfeld A.V. Microarc oxidation in slurry electrolytes: a review//Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2016. V. 52. № 1. Р. 50–78.