·74· 北京科技大学学报 2004年第1期 2.1微弧氧化膜的厚度 阴、阳极微弧氧化膜试样经过沿垂直于氧化 经微弧氧化处理的阴、阳极表面均可得到浅 膜方向切并用环氧树脂封闭后，用200,400， 灰白色的陶瓷膜层，表面粗糙度相对于原始试样 800砂纸逐级打磨，然后无水抛光并用丙酮棉擦 有很大提高，手感细滑，膜层均匀无宏观缺陷.对 洗，喷碳后在扫描电镜下观察截面，发现阴、阳极 阴、阳极陶瓷膜进行厚度测量时，取7个不同位 微弧氧化膜截面形貌相似.图2为AZ91D阴、阳 置膜厚的平均值作为陶瓷膜的厚度，发现阴、阳 极微弧氧化膜试样截面的SEM图像.整个微弧 极陶瓷膜的厚度都在30m左右. 氧化膜结构分为二层，靠近基体部分的内层氧化 2.2微弧氧化膜的组织形貌 膜的衬度与基体不同，该层结构上与基体属微区 图1是AZ91D徽弧氧化膜试样表面的SEM 冶金结合，有较高的致密性.内层氧化膜成分上 照片，阴、阳极膜表面比较粗糙，分布着1m到几 主要是非晶态的氧化物，这可能由于微弧氧化条 微米的孔洞，孔洞周围的陶瓷膜则看起来比较致 件下发生微区弧光放电释放出的巨大能量使镁 密，这些部位在高电压作用下由于徽弧放电和溶 合金基体中的Mg在高于自身熔点温度下熔融并 液冷却作用发生熔融冷凝，这可能是由于随着氧 在电解液的冷淬作用下和电解液原子按非晶格 化时间的延长和膜层的增厚，氧化初期形成的陶 结构迅速结合.外层氧化膜厚度约占微弧氧化膜 瓷膜不断被击穿而使内层的氧化过程得以进行. 总厚度的80%，该层组织上比较疏松.阴极氧化 击穿导致的表面瞬间高温熔融物在溶液的冷凝 膜的外层疏松度和孔隙缺陷尺寸大于阳极氧化 作用下产生气体并逸出，由于冷却条件的差异， 膜，但表面形貌中所看到的孔洞并不是贯穿整个 外层早于内部凝固而将气体逸出通道封闭，致使 氧化膜，它们一般起始于氧化膜表面，终止于疏 内部气体逸出时呈现如图1所示的组织特征. 松层，文献中的微弧氧化膜截面形貌和这种情况 阴、阳极微弧氧化膜形貌上十分相似，只是阴极 类似向. 膜的孔洞尺寸和粗糙度略大于阳极膜. (a)阳极膜表面形貌 D阴极腆表面形貌 图1AZ91D双极微弧氯化膜表面形貌 Fig.1 Surface morphologies of double-electrode MAO films on AZ91D (a)阳极膜的截面形貌 )阴极膜的截面形貌 图2AZ91D双极微弧氧化膜截面形貌一基体，Ⅱ一内层氧化膜，Ⅲ一外层氧化膜) Fig.2 Cross-section micrographs of double-electrode MAO films on AZ91D. 4 7 . 4 2 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 1 0 . 2 微 弧氧 化膜 的厚 度 1 经微 弧 氧化 处理 的阴 、 阳极 表 面均 可得 到 浅 灰 白色 的陶 瓷膜层 , 表 面 粗糙度 相 对于 原始 试样 有 很大提 高 , 手感 细滑 , 膜 层均 匀无 宏观 缺 陷 . 对 阴 、 阳极 陶瓷 膜进 行 厚度 测 量 时 , 取 7 个 不 同位 置 膜 厚 的平均 值 作 为陶瓷 膜 的 厚度 , 发现 阴 、 阳 极陶 瓷膜 的厚 度 都在 30 卿 左 右 . .2 2 微 弧氧 化膜 的组 织形 貌 图 1 是 A Z gl D 微 弧氧 化膜 试 样表 面 的 S E M 照片 , 阴 、 阳极 膜表 面 比较 粗糙 , 分 布着 1脚到几 微米 的孔 洞 . 孔 洞周 围 的陶瓷膜 则 看起 来 比较 致 密 , 这 些部 位在高 电压 作 用下 由于 微弧 放 电和 溶 液 冷却作 用 发生熔 融 冷凝 , 这 可能 是 由于 随着 氧 化 时 间的延 长和膜 层 的增 厚 , 氧 化 初期 形成 的陶 瓷膜不 断被 击穿 而使 内层 的氧化 过程 得 以进行 . 击 穿 导致 的表 面 瞬 间高 温熔 融物在 溶 液 的冷 凝 作用下 产 生气 体 并逸 出 , 由于冷 却 条件 的差 异 , 外 层早 于 内部凝 固而 将气 体逸 出通道 封 闭 , 致使 内部 气 体逸 出 时呈 现 如 图 l 所 示 的组 织 特征 . 阴 、 阳极 微弧 氧 化膜 形貌 上 十分 相 似 , 只 是 阴极 膜 的孔 洞尺 寸 和粗 糙度 略 大 于 阳极膜 . 阴 、 阳极 微弧 氧 化膜试 样经过 沿 垂直 于氧化 膜方 向切 割 并用 环 氧树脂 封 闭后 , 用 加。 即, 4 0*0, 80创砂 纸 逐级 打 磨 , 然后 无水 抛 光并 用 丙酮 棉擦 洗 , 喷碳 后在 扫 描 电镜下 观 察截 面 , 发现 阴 、 阳极 微 弧 氧化 膜 截面 形貌 相 似 . 图 2 为 ZA gl D 阴 、 阳 极微 弧氧 化 膜试 样截 面 的 S E M 图像 . 整个 微 弧 氧化膜 结 构分 为二层 , 靠 近 基体 部分 的 内层氧化 膜 的衬 度 与基 体不 同 , 该层 结构 上与基体 属微 区 冶金 结合 , 有 较 高的 致密 性 . 内层氧 化 膜成 分 上 主要 是非 晶态 的氧 化物 , 这 可 能 由于 微弧 氧化 条 件 下 发 生 微 区弧 光 放 电释 放 出 的巨 大 能量 使镁 合 金基 体 中 的 M g 在 高于 自身熔 点温度 下熔 融 并 在 电解 液 的冷 淬 作 用 下和 电解 液 原 子按 非 晶格 结构迅 速 结合 . 外层 氧化 膜 厚度 约 占微弧氧 化膜 总厚度 的 80 % , 该层 组织 上 比较 疏松 . 阴极 氧化 膜 的外 层 疏松 度 和 孔 隙缺 陷尺 寸 大 于 阳极 氧化 膜 , 但 表 面形 貌 中所 看 到 的孔洞 并不 是贯 穿整个 氧 化膜 , 它 们 一般 起始 于 氧化 膜 表面 , 终止 于疏 松 层 , 文 献中 的微弧 氧化 膜截 面形 貌和 这种 情况 类 似 `6 , . a( ) 阳极膜表 面 形貌 助 阴极膜 表面 形貌 图 1 A Z , ID 双 极微 弧氧 化膜表 面形 貌 F啥 . 1 S u r af e e m o r Ph o l o g i e s o f d o u b -le e leC t r 0 d e M A 0 n InI s o n AZ 9 l D a( ) 阳极 膜 的截 面形貌 伪) 阴极膜 的截面形 貌 图 2 A Z gl D 双极 微弧 氧化膜 截 面形 貌 (l一 基体 , l 】一内层 氧化膜 , 1 11` 外层氧 化膜 ) F ig · 2 C or s s 一 s e e iot n m i c or g r a Ph s o f d o u b -le e l ce t r o d e M A O 川m s o n A Z g l D