电压对Zr-4合金Na2SiO3-(NaPO3)6-K2ZrF6体系微弧氧化膜性能的影响

呼丹，陶路路，高广睿, ，翁特，郑勇

（1.西安赛福斯材料防护有限责任公司，陕西 西安 710018；2.西北有色金属研究院，陕西 西安 710016；3.中国核动力研究设计院，四川 成都 610213）

锆合金以其良好的耐腐蚀能力和高温力学性能而被广泛用作核工业中的结构材料。锆合金由于在核反应堆中不断受到高温高压介质的冲刷，容易发生吸氢腐蚀和中子辐射损伤，从而导致其力学性能降低[1-3]，因此它的安全服役对其耐磨耐蚀性有较高要求。恰当的表面处理对于提高锆合金的耐磨、耐蚀性能以及阻挡氢扩散具有重要意义[4]。

微弧氧化(MAO)又称等离子氧化，是从阳极氧化基础上发展起来的一种用于金属表面原位生长陶瓷膜的技术。微弧氧化通过向处于电解液中的Al、Mg、Ti等阀金属施加高压，使金属表面出现火花放电，利用热化学和电化学的共同作用在金属表面原位生长出陶瓷氧化膜[5-6]，从而提高金属的耐磨性、耐蚀性、生物相容性及绝缘性[7-8]。目前国内外微弧氧化研究主要集中在铝、镁、钛上，对锆合金的研究报道较少。程英亮等[9]在焦磷酸钠中于Zr-4合金上制备出微弧氧化膜，对膜层的相组成和耐蚀性进行了研究。郝建民等[10]在磷酸盐电解液中于Zr702合金表面制备了微弧氧化膜，微弧氧化处理后合金的腐蚀电位上升，腐蚀电流密度下降，抗腐蚀能力得到了提高。Li等[11]在N36锆合金表面制备了ZrO2与氧化石墨烯(GO)复合微弧氧化膜，加入GO显著提高了膜层的耐蚀性，原因是GO颗粒阻挡了电解液进入膜层扩散通道，从而抑制了腐蚀性电解液与基体接触。……