鎂合金表面含ZrO2 微弧氧化復(fù)合膜層的研究進(jìn)展

唐明奇，辛 暢，胡俊華，馮在強(qiáng)，李 剛，張 偉

(1.華北水利水電大學(xué)材料學(xué)院，河南 鄭州 450045；2.鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，河南 鄭州 450001；3.河南裕展精密科技有限公司，河南 鄭州 451100)

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鎂合金具有比強(qiáng)度高、澆注性能好及電磁屏蔽性、生物相容性良好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車、航天航空、電子、醫(yī)療器械等領(lǐng)域[1，2]。但鎂合金化學(xué)性質(zhì)活潑、易腐蝕的不足制約了鎂合金的廣泛應(yīng)用[3]。另外，由于硬度較低，鎂合金還存在耐磨性差的問題。因此，對鎂合金進(jìn)行表面處理，提高其耐蝕性和耐磨性為目前的研究重點(diǎn)之一[4，5]。

鎂合金常用的表面處理技術(shù)主要有:陽極氧化[5]、化學(xué)轉(zhuǎn)化[6]、電鍍[5]、化學(xué)鍍[7]、激光表面處理[8]、氣相沉積[9]和熱噴涂[10]等，這些方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)與不足。微弧氧化(Microarc Oxidation，MAO)技術(shù)又稱為等離子體電解氧化技術(shù)(Plasma Electrolytic Oxidation，PEO)，能夠在鎂合金表面形成一層耐磨、耐蝕、與基體結(jié)合牢固的類陶瓷氧化膜，能有效提高鎂合金的耐磨性和耐蝕性[11]。微弧氧化的成膜原理為通過高電壓在陽極表面產(chǎn)生等離子火花放電，利用瞬時高溫高壓的熔融、燒結(jié)作用，在陽極表面形成一層含有基體氧化物和電解液組分的膜層[10-13]。因此，鎂合金微弧氧化膜主要組成物為MgO 和源自電解液的一些組分。MgO在潮濕和酸性環(huán)境中不穩(wěn)定，易吸水、溶解，從而導(dǎo)致膜層難以長久有效地保護(hù)鎂合金基體[14，15]。此外，由于微弧氧化成膜機(jī)制的原因，膜層內(nèi)部及表面不可避免地存在火花放電引起的孔洞和裂紋，腐蝕介質(zhì)容易通過這些缺陷部位滲透、侵蝕鎂合金基體。……