脉冲频率对机载设备铝合金微弧氧化膜的影响

殷 强，刘元海，王媛媛，王浩伟，何卫平，王小龙

（中国特种飞行器研究所，湖北荆门 448035）

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铝合金因具有密度小、无磁性、抗拉强度高、导电性强、比强度高和加工性能好等特点，已被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、电子及化工等领域。在军用、民用制造中，铝的应用量仅次于钢[1-3]。2024 铝合金属于Al-Cu-Mg 系铝合金，是2000 系列铝合金的代表，因其具有强度高、硬度高等特点，主要用于航空工业领域中的各种机载设备组件的制造，如仪表盘、轮毂、蒙皮等[4-5]。然而，2024 铝合金的腐蚀电位低( )-1.69 V ，易出现电偶腐蚀、点蚀、剥蚀和晶间腐蚀等情况，进而导致结构件的腐蚀失效[6]。针对上述现象，学者们研发了多种铝合金表面处理方法，如阳极氧化、微弧氧化、热喷涂和电沉积等，其中，微弧氧化（micro-arc oxidation，MAO）技术是近年来应用于铝合金表面防腐蚀处理的热点[7-8]。

微弧氧化技术是在阳极氧化基础上开发出来的表面处理技术，可分为4个阶段——阳极氧化阶段、火花放电阶段、微弧氧化阶段和熄弧阶段[9-10]。在高电压和电解液共同作用下，铝、镁、钛及其合金表面原位生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜，膜层与基体结合力强、结构致密、韧性高[11]。微弧氧化技术工艺简单、环保、生产效率高，生成的陶瓷膜具有强度高、耐磨、耐腐蚀以及电绝缘性好等优点，目前，该技术在国内发展迅速。微弧氧化的膜层性能影响因素主要包括电源模式（单极性、双极性）[12]、电解液成分及质量浓度（硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐等）[13]、电参数（电压、电流、占空比、频率、氧化时间等）[14]、功能性添加剂[15]和基体材料，其中，脉冲频率是膜层制备过程中的1个重要的电参数，它决定了单周期内脉冲的通电次数。……