Микродуговое оксидирование (МДО) является одним из перспективных направлений научных исследований в области создания покрытий с особыми свойствами на поверхностях деталей машин [1]. Покрытия, полученные методом МДО, относятся к области нанокристаллических неметаллических неорганических. Из технологических преимуществ микродугового оксидирования можно выделить следующие наиболее важные [2]:
— износостойкость и твердость;
— низкая пористость;
— теплостойкость;
— экологичность.
Одними из перспективных направлений использования керамических покрытий являются покрытия для термоизоляции металла от высоких температур [3]. Суть этих покрытий — в отражении тепла и снижении температуры деталей, на которые воздействуют высокие температуры [4, 5].
Нанесение керамических покрытий разного типа давно практикуется в Америке и Европе при сборке мощных двигателей; у большинства именитых производителей поршней можно заказать нанесение керамического покрытия, как допуслугу за дополнительную плату.
Основные свойства покрытия (износостойкость, жаростойкость, коэффициент трения) являются интегральной величиной, зависящей от использованных электрических режимов (плотность тока) и состава электролита (концентрация метасиликата натрия и наноприсадки).
В работе [6] установлена зависимость скорости роста покрытия для вне ванного процесса МДО в зависимости от времени и условий нанесения:
С математической точки зрения представленное уравнение представляет собой квадратный трехчлен с явно выраженным максимумом. Практическое исследование скорости роста покрытия в этих условиях также подтверждает параболический характер изменения роста.
Известно [3], что процессу МДО подвергаются металлы так называемой вентильной группы. Оксиды этих металлов обладают полупроводниковыми свойствами. Из теории физики твердого тела для полупроводниковых материалов известно, что если не выполняется условие:
где: εv — верхний уровень валентной зоны;