等离子体电化学原理与应用

　　经过几十年的发展，等离子体电化学原理与技术研究和应用范围不断拓展。等离子体电化学原理与技术从欧洲研究高电压阳极氧化的电压电流关系开始，前苏联巴顿研究所系统地研究了阳极和阴极等离子体电化学原理与技术。随后北京师范大学开展阳极微弧氧化理论，西安理工大学及其他高校院所开展微弧氧化系列设备的研发和应用研究，等离子体电化学原理与技术随着电源控制技术的发展趋于成熟。等离子体电化学原理与技术已从阀金属阳极表面微弧氧化拓展至金属阴极表面的合金化和表面纳米化技术，经过几十年的发展，其名称演变有火花放电阳极氧化、微弧氧化、液相等离子体等等。因各研究者专业的不同和分析角度的不同产生差异，作者结合气体中等离子体技术，建议该技术统一称为等离子体电化学原理与技术。其中阳极表面为微弧等离子体氧化技术，阴极表面为溶液中等离子体合金化及溶液中等离子体纳米化。其中阀金属（Al、Mg、Ti、Zr、Nb、Ta、Hf）表面微弧等离子体氧化技术研究和应用已广泛开展，因此本书系统介绍了等离子体电化学的Z新理论成果和研究进展。阳极阀金属表面微弧等离子体氧化理论从处理溶液体系开始研究。初期研究认为不同处理溶液影响了微弧等离子体氧化陶瓷层的成份和结构，进而影响到陶瓷层的性能。最近研究认为微弧等离子体氧化处理机理主要决定于微弧等离子体氧化电源模式。微弧等离子体氧化理论从气隙膜等离子体理论发展到向陶瓷层的量子化理论方向发展。纳秒脉冲电场作用于阴阳极之间，在阳极呈离散的弱电弧形式，而在宏观上表现为强辉光形式，其产生高电压幅值，窄间隙，高重频和陡上升沿脉冲放电完全击穿气隙膜，快速形成贯穿两极的等离子体通道，激发了相互交叠大面积均匀放电，等离子体区域扩大，高重复频率纳秒脉冲放电造成记忆效应、热效应和超声冲击波负压吸引力，在表面发生物理效应和化学效应。离散纳米电子束通过与阳极表面交换能量是阳极表面原子脱离表面以纳米颗粒形式集聚柔性研磨剥离。本书在系统整理几十年研究成果的基础上，分类和总结了等离子体电化学的物理化学原理，全面介绍不同流派的观点，反映了当今世界的等离子体电化学的前沿技术成果，对等离子体电化学电源技术的发展进行了详述。同时本书归纳和总结了国内外等离子体电化学原理和技术前沿，提供给我国本领域研究者参考，希望更多等离子体电化学研究者在此领域取得更大的突破和发展。

　　蒋百灵，博士，二级教授，博士生导师。先后获得陕西省科学技术一等奖、国家科技进步二等奖等。先后负责国家科技支撑计划、国家自然科学基金、973课题等。完成专著2本，授权发明专利8项，发表论文120多篇。蒋永锋，河海大学教授。

第一章等离子体电化学基础
1.1等离子体物理学基础概述
1.2气体放电的经典分类
1.3真空系统中阴极放电理论
1.4等离子体电化学应用展望
第二章阳极表面等离子体放电原理
2.1阀金属表面丝状电流的形成
2.2丝状电流的热效应
2.3丝状电流的热电子发射与沿面放电
2.4微弧等离子体反馈与自组织现象
2.5微弧群体自组织的定量模型
2.6反馈系数
2.7阀金属原位生长与剥离
第三章几何电场对等离子体电化学状态调控的原理
3.1微弧放电的物理化学本质
3.2电化学条件下阴阳极放电理论
第四章等离子体电化学表面剥离和合金化机制
4.1等离子体电化学表面剥离机制
4.2等离子体电化学表面合金化机制
第五章微弧氧化(MAO)的应用现状
5.1降耗技术原理与低能耗微弧氧化电源开发
5.2大型复杂工件表面高质量微弧氧化膜层制备
5.3镁、铝、钛合金微弧氧化防护处理工艺及膜层性能
5.4微弧氧化的生物涂层应用