純鎂微弧氧化膜層形成過程研究.pdf

1、微弧氧化是目前被認為對純鎂表面處理較好的方法，為了較好地控制其成膜結構和工藝，需要對其成膜過程進行系統(tǒng)分析。本文在鋯鹽體系電解液中，通過改變電壓和時間，研究了微弧氧化膜層形成過程。結果表明：
　　當電壓為90 V-100 V時試樣表面部分區(qū)域被腐蝕，生成腐蝕產物，腐蝕面積比例約為23％-27%；110 V-130 V電壓處理時，網(wǎng)狀氧化物所占面積隨電壓升高而增加，氧化面積比例增大到80%左右；電壓大于140 V處理后，氧化物基本覆

2、蓋整個基體表面，氧化面積基本穩(wěn)定在88%-95%左右。
　　膜層表面掃描電子顯微分析表明，90 V-100 V電壓處理后，基體部分薄弱區(qū)域被腐蝕，腐蝕區(qū)域凹陷且不平整，腐蝕產物呈顆粒狀；110 V-130 V電壓處理后，試樣表面逐漸開始有凸于基體表面的顆粒狀沉積物，形成腐蝕產物與沉積物共存的形貌，且隨電壓升高沉積物的量所占比例隨之提高；140 V-160 V電壓處理后膜層表面開始出現(xiàn)少量微孔形貌，且隨電壓升高微孔越來越明顯；170

3、 V-180 V電壓處理后，可見典型的微弧氧化火山口形貌。
　　膜層表面元素分析表明，電壓為140 V-180 V時氟元素相對含量明顯高于90 V-130 V時，說明電壓在130 V升至140 V時，氟元素在成膜過程中的作用顯著增大；鋯元素在電壓為130 V時開始出現(xiàn)，電壓大于140 V后含量逐漸增加，說明鋯元素可能在電壓高于130 V后開始參與成膜。
　　膜層截面微觀形貌分析表明，隨電壓升高，膜層厚度增加，膜層與基體結合逐

4、漸牢固，膜層更加致密，150 V電壓處理試樣截面出現(xiàn)微孔，170 V電壓處理試樣截面微孔數(shù)量增加、孔徑增大。膜層截面元素分析表明，靠近基體區(qū)域有氟元素的富集；通過分析鎂元素含量近似線性變化的區(qū)域，可知，隨電壓升高，過渡層厚度逐漸增加。
　　按電壓變化，本文將純鎂微弧氧化膜層形成過程分為四個階段：第一階段(90 V-100 V)為腐蝕階段，第二階段(110 V-130 V)為陽極沉積階段，第三階段(140 V-160 V)為微孔形成