Plasmaelektrolytische Oxidation (PEO) ist dem großen und wachsenden Forschungsfeld der Plasmen in Flüssigkeiten zuzuordnen. Es handelt sich hierbei um einen plasmagestützten Anodisierungsprozess zur Passivierung von Leichtmetallen wie Aluminium, Titan und Magnesium, sowie deren Legierungen. Im Gegensatz zu klassischen Anodisierungsprozessen, die gewöhnlich bei bis zu 25 V DC betrieben werden, werden während der plasmaelektrolytischen Oxidation einige hundert Volt angelegt. Dies führt ab einer gewissen sogenannten Durchbruchspannung zum Auftreten von Mikroentladungen, die stochastisch verteilt auf der Oberfläche auftreten und nach einigen bis einigen hundert Mikrosekunden wieder erlöschen. Diese Mikroentladungen schmelzen die elektrolytische Schicht und führen zu härteren Schichten mit verbesserter Substratadhäsion. Die daraus resultierenden keramischen Schichten bilden einen außerordentlichen Korrosionsschutz, sind stark verbunden mit dem Substratmaterial und ermöglichen meist erst den Einsatz der Substratmaterialien für verschiedene Anwendungen. Beispielsweise werden durch diese Technologie Zahnimplantate oder Fahrradrahmen aus Magnesiumlegierungen ermöglicht. Jedoch hinterlassen die Mikroentladungen Löcher und Defekte in den Schichten, die sogenannten Pancake-Strukturen, die die Korrosionseigenschaften der Schichten negativ beeinflussen. Ein Verständnis der grundlegenden Plasmaprozesse ist daher essentiell, um plasmaelektrolytische Prozesse anwendungsspezifisch zu konstruieren.

Im Rahmen des Projektes B5 „2D-plasma-liquid-solid interfaces – plasma electrolytic oxidation“ des Sonderforschungsbereichs SFB CRC 1316 arbeiten wir an der Erforschung grundlegender Plasmaeigenschaften und an wissensbasierten Regelungs- und Optimierungskonzepten für plasmalektrolytische Anwendungen.