Плазменно-электролитическое анодирование

Название этого метода говорит о том, что он является как бы комбинированным или переходным между обычным анодированием в водных растворах электролитов и анодированием в кислородосодержащей плазме тлеющего разряда. Сущность его состоит в том, что окисляемый образец – анод опускают в электролит на небольшую глубину, а катод располагают над анодом выше уровня электролита. Касаются катодом поверхности электролита или поднимают уровень электролита до применения его к катоду, после чего устанавливают прежнее расстояние между общим уровнем электролита и катодом. Затем к электродам прикладывают напряжение и между ними возникает бурлящий слой электролита. Возможно и другое расположение электродов – катод в электролите, а анод над электролитом.

Возникновению метода плазменно-электролитического анодирования предшествовало установление ряда новых закономерностей плазменного и электролитического анодирования, объясняющих увеличение скорости роста пленок и уменьшение трещинообразования при повышенных плотностях тока. Трещинообразование у оксида препятствует применению больших плотностей тока в гальваностатическом режиме. С увеличением плотности тока падает выход по току за счет потерь на газовыделение. Установлено, что при плотности тока формовки больше 100 А/м² этот процесс резко интенсифицируется. Формирование толстослойного оксида часто сопровождается его микропробоями. При глубоком расположении анода гидростатическое давление препятствует выбросу парогазовой смеси. Развивающееся в порах высокое давление пара приводит к трещинообразованию. Присутствие паров в зоне разряда при плазменном анодировании увеличивает скорость окисления и толщину оксида.

Учитывая все эти факты, можно было ожидать при плазменно-электролитическом анодировании уменьшение трещинообразования, так как гидростатическое давление в этом случае значительно меньше. Это должно позволить применение повышенных плотностей тока и увеличение скорости роста оксидных пленок. При наличии микроразрядов в водных растворах электролитов локальная концентрация кислоты увеличивается. Установлено, что при неглубоком погружении анода в электролит для разряда характерны некоторые особенности. Так, например, плотность образующейся плазмы выше, чем в случае, если оба электрода расположены в газовой среде. Это обусловлено тем, что жидкость тормозит расширение канала разряда. Характер разряда и частота повторения разрядных циклов зависит от приложенного напряжения, состава электролита, расстояния между электродами и глубины погружения анода в электролит. Каждый цикл разряда состоит из трех стадий: образование канала разряда; выделение энергии в канале разряда; разрыв канала.

На последней стадии в канале разряда образуются газовые пузырьки, которые под давлением плазмы, превышающее гидростатическое, разрушаются. Так, как разряды происходят часто и хаотически, пространство между электродами постоянно заполнено парами электролита. Благодаря этому электроды нагреваются незначительно, а в пространстве между ними образуется большое количество ионов кислорода. Это способствует ускорению роста оксидной пленки.

Механизм плазменно-электролитического анодирования сложен и пока еще не ясен. Он включает в себя элементы механизмов как электролитического, так и плазменного анодирования и имеет свои особенности.