一、微弧氧化工艺简介

微弧氧化(Micro-arc oxidation, MAO)又称等离子体电解氧化(Plasma electrolytic oxidation, PEO)、微等离子体氧化(Micro-plasma oxidation, MPO)等,是指在普通阳极氧化的基础上,利用弧光放电增强并启动在阳极上发生的反应,从而在以铝、钛、镁金属及其合金为材料的工件表面形成优质的强化陶瓷膜的方法

其原理是通过用专用的微弧氧化电源在工件上施加电压,使工件表面的金属与电解质溶液相互作用,在工件表面形成微弧放电,在高温、电场等因素的作用下,金属表面形成陶瓷膜,达到工件表面强化的目的。

图 微弧氧化技术原理
在微弧氧化过程中,化学氧化、电化学氧化、等离子体氧化同时存在,因此陶瓷层的形成过程非常复杂。微弧氧化陶瓷层的多孔结构易与多种材料结合,适用于外观件后续的涂装。

图 铝合金或镁合金微弧氧化镀层结构 来源美上镁科技

与传统的阳极氧化法相比,微弧氧化陶瓷膜与基体结合牢固,结构致密,具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘等特性:

1. 原位生长膜,结合力强。基体原位生长陶瓷膜,膜层与基底金属结合力强,陶瓷膜致密均匀,剪切强度330MPa,拉伸强度370MPa。
2. 可提高材料表面硬度。微弧氧化膜层为表面多孔(孔径为几微米)、内部致密的陶瓷层,膜层硬度高(维氏硬度可由几百至三千左右),膜层与基体为冶金结合、厚度在几微米至几百微米之间;
3. 具有良好的耐蚀性、耐磨性。耐中性盐雾腐蚀(按国标)≥400h ,可做至≥800h膜层无明显腐蚀。用WC做摩擦副,摩擦率为4.9*10 -7mm³/Nm,摩擦系数0.48 提高50倍左右;
4. 耐热性高,绝缘性好。微弧氧化膜具有几百到几千℃的耐高温能力,以及拥有很好的热传导能力;不同材料获得的微弧氧化膜可以有很高的耐电压击穿性能,有些甚至可以达到2000V以上的击穿电压;
5. 工艺环保。无环保限制元素加入,无废水排,是一种短流程低污染排放的环保型表面处理技术。
除了上述优点外,微弧氧化技术也存在膜层色彩单一,颜色选择有限;需要高电压、大电流的特殊加工场所要求等局限性。

二、 微弧氧化工艺在3C领域的应用

微弧氧化这一环保工艺,凭借膜层与基体结合力强,韧性高,结构致密,并具有良好的耐磨、耐蚀、抗高温冲击和耐高压绝缘等特性,广泛应用于航空、航天、汽车、3C 电子、医疗等领域。

在3C领域,微弧氧化技术的应用,可提高铝、镁、钛合金等轻质金属结构件提表面硬度、耐腐蚀、耐磨损、抗氧化等性能,并提供类陶瓷的细腻质感,已笔记本电脑、手机等产品上得到应用。

  • 笔记本电脑

在笔电领域,微弧氧化工艺在华硕、宏碁、惠普、微软surface、华为、荣耀等品牌终端镁合金、镁锂合金及铝合金机身上广泛应用,并可在做防指纹处理后直接做成外观。

两台笔记型电脑放置在禅沙花园中。左边的玄武灰色笔电直接放在沙子上,右边的砂岩米色笔电放在一块石头上。

图 华硕 Zenbook 系列采用电浆电解氧化(PEO) 技术打造的陶瓷铝合金外观

图 宏碁ConceptD 3笔电系列以抗磨损、抗污渍的纯白MAO(微弧氧化)涂层,完整保护全铝制MgAl机身
图 华硕破晓Air2022 超轻镁锂合金(A件)、镁铝合金(C、D件),搭配MAO微弧氧化技术,轻薄且坚固

图 华为MateBook X Pro 2023微绒典藏版,机身采用航空级镁合金材质,搭配微弧氧化工艺打造

  • 手机

    在手机领域,微弧氧化工艺主要应用案例包括HTC One S,以及一加15。

    HTC 于2012年发表的 One S,其独特的金属材质却带有如陶瓷般的触感,就是铝金属表面经过微弧氧化制程技术处理所达到的效果。据悉,这款手机结构件为比亚迪独家供货,微弧氧化工艺作为装饰膜层,全球首次应用于精密金属制品。

    图 HTC One S 机身结构件

    一加 15 沙丘配色创新将军事装备上常用的微弧氧化工艺移植到消费电子产品上,目标是解决手机表面的耐用性问题,提升抗腐蚀、抗氧化、抗刮花等性能。


    3C领域微弧氧化结构件加工厂商主要有巨腾国际、比亚迪、富士康、木易科技、宜安科技、绿德电子、联丰商业集团、杜尔新材料、斯瑞克新材料等。

    随着市场需求多样化以及消费者对手机性能与美观的日益追求,智能手机形态在不断演化,结构件材质与工艺成为行业创新重点。艾邦建有手机创新材质工艺交流群,欢迎长按识别下方二维码加入群聊,一起探讨手机产业创新发展趋势。



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    一、会议议题(拟定)

    序号
    议题
    1
    全球智能手机高端市场分化与新兴市场潜力挖掘
    2
    玻纤板后盖创新装饰工艺——OMR
    3
    复合材料后盖PUR工艺及关键设备
    4
    玻纤后盖一体成型IMRD工艺介绍
    5
    OMR工艺膜片/胶水/基膜/设备解决方案
    6
    手机玻璃/玻纤板后盖纹理解决方案/表面处理技术
    7
    金属中框材质对决:钛合金与铝合金的回归与演进
    8
    至轻至强——特种纤维(芳纶/PBO等)在消费电子领域的应用探索
    9
    折叠“无痕”:UTG超薄柔性盖板的演进之路
    10
    下一代铰链技术的轻量化、薄型化与高可靠性设计
    11
    多折态折叠屏的显示模组技术与结构挑战
    12
    3D打印技术及其在消费电子领域的规模化应用
    13
    创新镀膜工艺及其在3C领域的应用
    14
    微弧氧化工艺及其在手机等3C产品上的创新应用
    15
    新型合金材料——液态金属及其在折叠屏手机上的应用机遇
    16
    动态美学与交互式后盖的实现路径(光/温感变色、柔性光纤技术等)
    17
    AI时代下的手机散热解决方案创新
    18
    生物基材料在手机设计中的商业化实践
    19
    ……

    多创新主题演讲意向,请联系周小姐:18320865613(同微信)

    二、报名方式


    报名方式1:加微信并发名片报名


    参会、各类赞助请联系:

    艾果果13312917301(同微信)

    ab008@aibang.com;

    注意:每位参会者均需要提供信息;


    议题演讲请联系:

    Mickey 18320865613(同微信)

    ab035@aibang.com;


    方式2:在线登记报名;
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    作者 li, hailan