微弧氧化(Microarc oxidation,MAO)又稱等離子體電解氧化氧化（Plas ** electrolytic oxidation,PEO）、氧化微等離子體(Microplas ** oxidation,MPO)或陽極火花沉積是將鋁、鈦、鎂等有色金屬或其合金放入特殊電解質(zhì)中，通過微等離子體放電直接在金屬或合金表面生長陶瓷膜的新技術(shù)。它是在陽極氧化的基礎(chǔ)上建立起來的一種新方法。鋁、鎂、鈦合金現(xiàn)已能夠?qū)崿F(xiàn)原位生長膜的著色。

鈦合金具有熔點(diǎn)高、耐腐蝕、比強(qiáng)度高等突出優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、海洋開發(fā)、人工植入物等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但也有自身的缺點(diǎn)，如耐磨性差、硬度低等缺點(diǎn)。因此，需要加強(qiáng)其表面，微弧氧化技術(shù)可以在鈦合金表面生長致密的氧化物陶瓷膜，具有優(yōu)異的耐磨性和耐腐蝕性，廣泛推廣了鈦合金的應(yīng)用。

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對鋁材料的耐腐蝕性、高強(qiáng)度和高硬度提出了更高的要求。因此，人們經(jīng)常使用陽極氧化、電鍍和微弧氧化技術(shù)來滿足鋁合金的使用要求。

將有色金屬及其合金放入電解質(zhì)溶液中作為陽極通電。在外加電場的作用下，在材料表面形成氧化膜的過程稱為陽極氧化。普通陽極氧化膜薄，主要用于防腐、裝飾、涂層底層和耐磨。微弧氧化是在陽極氧化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型表面處理技術(shù)。主要用于鋁、鎂、鈦等輕金屬及其合金。它通過高壓放電在鋁件表面產(chǎn)生硬陶瓷層。陶瓷層與基體結(jié)合牢固，結(jié)構(gòu)致密，耐磨、耐腐蝕、耐高溫沖擊、電絕緣性好，前景廣闊。

微弧氧化突破了傳統(tǒng)陽極氧化電流和電壓法拉第區(qū)域的限制，將陽極電位從幾十伏提高到幾百伏。氧化電流也從小電流發(fā)展到大電流，從直流發(fā)展到交流，導(dǎo)致樣品表面出現(xiàn)電暈、光線、微弧放電甚至火花放電。

一般認(rèn)為微弧氧化過程經(jīng)過四個階段。

(1)陽極氧化階段

將樣品放入一定的電解質(zhì)中。通電后，樣品表面和陰極表面出現(xiàn)無數(shù)細(xì)小均勻的白色氣泡，隨著電壓的升高，氣泡逐漸變大變密，生成速度加快。這種現(xiàn)象在達(dá)到突破電壓之前就已經(jīng)存在了，這是陽極氧化階段。

(2)火花放電階段

當(dāng)樣品的電壓達(dá)到突破電壓時，樣品表面開始出現(xiàn)無數(shù)小而低亮度的火花點(diǎn)。這些火花點(diǎn)密度低，沒有爆炸性的聲音。在這個階段，陶瓷層開始在樣品表面形成，但陶瓷層的生長率很小，硬度和密度很低，所以這個階段的時間應(yīng)該盡量減少。

(3)微弧氧化階段

進(jìn)入火花放電階段后，隨著電壓的不斷升高，火花逐漸變大變亮，密度增加。然后，放電弧斑開始出現(xiàn)在樣品表面?；“咻^大，密度較高，隨著電流密度的增加而變亮，并伴有強(qiáng)烈的爆炸聲，進(jìn)入微弧氧化階段。

(4)熄弧階段

在微弧氧化階段結(jié)束時，當(dāng)電壓達(dá)到最大值時，陶瓷層的生長將有兩種趨勢。一是樣品表面的弧越來越稀疏，最終消失，表面只有少量的細(xì)火花，最終消失，爆炸停止。另一種是表面只有少量的細(xì)火花，最終會完全消失，而另一個或幾個部分突然出現(xiàn)更大的弧點(diǎn)。這些較大的弧點(diǎn)明亮而耀眼，可以長時間保持不動，產(chǎn)生大量氣體，爆炸聲增加。

微弧氧化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和存在的問題

微弧氧化技術(shù)是在陽極氧化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，具有工藝上的突出特點(diǎn):(1)電解液呈弱堿性，不污染環(huán)境；(2)工藝簡單，工件預(yù)處理只要求表面去油去污，不需要去除表面的自然氧化層，適用于大規(guī)模自動化；(3)微弧氧化可以一次或幾次完成，一旦陽極氧化中斷，必須重新開始；(4)不需要真空或低溫。(5)提高了材料的表面硬度，顯微硬度為1000-20000HV，最高可達(dá)3000HV。（6）良好的耐磨損性能。（7）良好的耐熱及抗腐蝕性。（8）有良好的絕緣性能，絕緣電阻可達(dá)100M?。

該技術(shù)操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)膜功能調(diào)節(jié)，工藝不復(fù)雜，無環(huán)境污染。是一種新型的綠色 環(huán)保材料 表面處理技術(shù)，在航空航天、機(jī)械、電子、裝飾等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

微弧氧化技術(shù)仍存在工藝參數(shù)、配套設(shè)備研究等缺點(diǎn)，氧化電壓遠(yuǎn)高于傳統(tǒng) 鋁陽極氧化 電壓，操作時采取安全保護(hù)措施，電解質(zhì)溫度快速上升，大容量制冷換熱設(shè)備。