电流密度对镁合金微弧氧化膜性能的影响

关键词 ：镁合金 ；微 弧氧化 ；电流密度 ；耐蚀性能
中图分类号 ：Ｔ １４ Ｇ ７
文献标志码 ：Ａ 、
文章编 号 ： ０５ ２ ８（０２ ２ ０５ — ２９ ～ ７３ １） — １ １ ３ ２ ０
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摘 要 ：微弧氧化技术是一种工艺简单、高效和环保的镁合金表面处理技术。利用涡流测厚仪、光学显微镜、激光共 聚焦显微镜、点滴实验和盐雾腐蚀的方法研究电流密度对镁合金微弧氧化膜 的厚度、微观组织和耐蚀性能等的影响。
结果表 明： 流密度越高， 电 微弧氧化膜表面微孔的孔径越大 ， 且膜层生长速率呈线性上升趋势。 当电流密度为 ５ Ａｄ ２ ．／ ６ ｍ 时膜层的耐蚀性最好。
种工 艺路线 ， 即小电流密度长时间氧化或大电流密度短 时间氧化。 ｌ ３ ）当电流密度为 ５ ／ｍ 时膜层的耐蚀性最好。 ．Ａｒ ２ ６ ｉ
［ 文献］ ｅｅ ｎｅ） 参考 （ ｆｒ ｃｓ Ｒ ｅ
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应用前景。 但是 ， 镁合金极差的抗腐蚀眭能严重制约了 其进～步应用。 微弧氧化技术是一种工艺简单、高效和
环保的镁合金表面处理技术 ， 通过该技术在镁合金表面 形成的陶瓷层具有耐磨 、耐蚀和耐高温等许多优异性 能 。目 ，国内外大量文献都报道了关于镁合金微弧氧 前
．
化膜层的电解液和制备工艺参数、 膜层性能等方面的研
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２０ ，４ （／）２９２ ８ ０ ５２６１ ：２ －３ ． ３
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在航空、航天、行走机械和 ３ Ｃ产业中具有十分广阔的
央定微弧氧化陶瓷层的质量和成膜速率的重要因
素之 一就是施加在金属表面的电场特性 ， 而电流密度作
为电饧特 ｝的重要指标， 生 直接影响了微弧氧化过程的能 量输 人。 关于这方面的研究还需要积累更 多的实验数据 以得 到电源参数对微弧氧化膜形成的影响规律。 笔者采用优化的电解液成分， 针对不同电流密度下
从 图中明 显看 出 ， 尽管 在不 同 电流密度 下所 沉积 的
膜层 耐蚀『好。 生 通过该点滴实验也进一步说明了大电 流密 妾短时氧４ ＊ｅ 电流密度长时氧化２ ￣ ｕ， Ｊ 种工艺条件均 可获 ｝耐蚀性相当的微弧氧化膜层。 导
微弧氧化陶瓷膜都表现为双层结构 ， 但膜层的厚度和内 部结构发生了明显的变化。电流密度为 ２ ／ 时所 ＿ Ａｄ ３ ｍ２ 沉积的陶瓷膜厚度不到 ２ ｒ； ５ ｎ 而电流密度为 ５ ／ｒ ｇ ． ｄ２ ６ Ａ ｎ
，
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密度范围。 这些研究对改进镁合金微弧氧化工艺 ， 提高
作者简 介 ：李颂（９ ６ ） １７ 一 ，女 ，博士 ，主要研究方向 ：航空材料表面性能 ｌｏ ｇ ８ ５ ２ ． ｍ ｉ ｎ ４ ８＠１ ６ｃ ｓ ｏ
，
２１ ０ ］
电流 密度对镁合金微弧氧化胺性 能的影 响
ｌ３ ５
ห้องสมุดไป่ตู้
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图 ２给出了不同电流密度一 氧化时间共 同控制下所 制备样品的截面扫描 电镜照片。
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第７ 年 ２期 ２１ 第２ ０卷 ２ 月
中国 科 技 论 文 ＣＨ Ｎ Ｃ Ｎ Ｐ Ｐ Ｒ Ｉ ＡＳ ＣＥ Ａ Ｅ
Ｖ １ ｏ２ ０＿ Ｎ ． ７
Ｆ ｂ ２ １ ｅ． ０２
电流密 度对镁 合金微弧氧化膜性 能的影响
李 颂 ，杨越 明 ，王 铎 ，李元凯
（ 军航 空 大 学航 空 理 论 系 ， 长春 １０ ２ ） 空 ３ ０ ２
制备的镁合金微弧氧化膜层的性能进行了分析 。 鉴于耐 蚀｝ 邑 生 是制约镁合金应用的首要因素之一， 考察了电流
密度对膜层耐蚀性能的影响， 从而确定比较合适的电流
究成果 ， 但主要是在铝基体上开展的研究 ， 针对镁基体 的相对较少 Ｊ 。。
收稿 Ｅ期 ：２ １－１２ ｔ ０ １１－１ 基金项 目：国家自然科学 基金资助项 Ｎ（０ ０ ０ ５ ５ ９ １３ ）
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镁合金具有密度小、 比强度高等一系列优点， 使其
Ｓｉ ＡＺ９ ｍａ ｎ ｓ ｍ ｍ ｔｉ ｃ ｍｐ ｓｔ ａ ｄ ｉ ｃ ｒ ｓ ｎ Ｃｗ／ １ ｇｅｉ ｕ ａ ｒｘ ｏ ｏｉ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ ｏ ｏ
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４ 结
论
１ ）电流密度越高 ，微弧氧化膜表面微孔的孔径越 大， 旦适当提高电流密度有利于微孔的后期融合封闭。
电流 密度过高，微弧氧化处理无法顺利进行。 ： ２ ）随着电流密度的增加 ，膜层生长速率呈线性上 升趋 势，为制得一定厚度的微弧氧化膜层，可以采取 ２
时所沉积的陶瓷膜厚度超过了 ４ ｍ。可见 ，电流密度 ３ 在一定范围内，膜层厚度与电流密度呈线性关系。电流
密度过低 ， 不会形成厚膜 ， 而过高则由于带来的热量比 较多， 不容易散失出去 ， 引起氧化膜性质恶化 ， 产生溶 解， 电阻减小 ， 膜 所以反应过程中出现了电流上升的现
象。笔者在进行预定电流密度为 ７ ／ 和 ９ ／ｉ ．Ａ ｄ ０ ｍ２ ．Ａ ｄ ２ ４ ｎ
的实验时分别进行了 １ ｎ ７ ｎ ４ ｍｉ和 后就不得不停止。 ｍｉ 但是 ， 通过测量膜层的厚度发现 ， 电流密度为 ７ ／ ｎ ．Ａ ｄ ２ ０ ｒ 和 ９ ／ 这两种条件下制得的膜层厚度分别与电流 ． Ａｄ ４ ｍ 密度为 ３ Ａ ｄ Ｉ￣２ ｄ ． ／Ｔ － ｍ 氧化３ ｍｉ条件下制得的 ７ ｌ２ ３ ７ ０ ｎ 膜厚相近。所以为制得一定厚度的微弧氧化膜层， 可以 采取 ２种工艺路线， 即小电流密度长时间氧化或大电流 密度短时间氧化。大 电流密度可以获得更高的成膜效 率， 但是大电流密度所引起的膜层表面粗糙度的上升也 是必须考虑的因 。 ２ 电流密度对微弧氧化膜耐蚀性的影响 ． ３
’ｃｎ ｌ ０ ６２ ０１／３：７７３ ３． Ｆ ｈ ｏ， ０ ，０（２１）３ ２・７３ ｅ ２
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