Zr盐体系下镁合金微弧氧化黑色膜层的制备及耐蚀性研究

马建基，郝建民，王成成

(长安大学 材料表面强化研究所，陕西 西安 710054)

镁合金具有比强度、比刚度、比弹性模量高，铸造及切削加工性能好，尺寸稳定性好等优点[1-3]。我国镁资源储藏丰富，镁及镁合金材料废弃后可回收再利用，具有巨大的潜在市场和广阔的应用前景[4]。然而镁合金的强度较低，耐腐蚀性能较差，随着使用环境温度升高强度会迅速下降，严重制约镁合金的发展[5]。因此对镁合金表面进行改性处理成为重中之重。镁合金表面处理技术主要有物理气相沉积[6]、化学转化[7]、阳极氧化[8]和微弧氧化[9]等。

微弧氧化是指在有色金属表面本位生成不导电陶瓷膜的技术。经过微弧氧化处理的金属材料表面的耐腐蚀性能和耐磨损性能更加优异[10]。目前利用微弧氧化技术处理的合金材料主要以白色或者灰白色为主，颜色单一，在特定场合的使用受限，不能够完全满足人们的使用需求。通过向微弧氧化电解液中添加着色盐，金属材料经过微弧氧化处理后，生成的陶瓷膜层可以呈现不同的颜色[11]。着色盐能够使膜层的性能发生改变，增加膜层的强度、光滑度以及耐腐蚀性能[12]，提高镁合金在运动器材、3C电子产品的表观品质，以及制备特殊性能的热控材料等[13]。朱枝胜[14]在Na2SiO3溶液体系中加入着色剂NH4VO3后，在AZ31B镁合金基体上成功制得耐腐蚀性较好的棕黑色陶瓷膜层；寇刚[15]通过在碱性溶液体系中加入CuSO4，成功制得AZ41镁合金的微弧黑色氧化物涂层，表明黑色陶瓷膜层有效增加了镁合金的耐腐蚀能力和抗磨损性能。……