·76 北京科技大学学报 2004年第1期 的Mg0和SiO,衍射峰.而SiO2具有强的耐酸碱 电介质，在自腐蚀电位下测量.测量参数为：交流 腐蚀性.由于元素面分布及线分布扫描谱不能识 信号振幅10mV,频率范围10kHz5mHz.由于 别Na及其以下轻元素，故没有发现O和F元素， 阴、阳极微弧氧化膜的阻抗行为相似，选择阴极 但在RD分析中却检测出它们的存在. 微弧氧化膜和AZ91D镁合金作比较，图7是棵露 16 的AZ91D镁合金与微弧氧化阴极膜的交流阻抗 1阳极微弧氧化模 14 Bode图. 2阴极微弧氧化模 12 5 ·Mg SiO. 一 阴极微弧氧化模 10H 0a-MgF, 4 -AZ9ID v CeO2 6 ·a-AlO 4 2 20 40 60 80 28/) -3-2-1012 34 5 6 图5微弧氧化膜X射线衍射谱 Ig (F/Hz) Fig.5 X-ray diffraction spectra of anode and cathode 图7阴极微弧氧化后的AZ91D和裸露的AZ91D的交 MAO films 流阻抗Bode图 2.5微弧氧化膜的动电位极化曲线测量 Fig.7 EIS Bode spectra of AZ91D and cathode MAO sam- 图6是经双极微弧氧化的AZ91D和裸露的 ple AZ91D镁合金在3.5%NaC1中的动电位扫描极化 随着频率由高向低变化，经过微弧氧化处理 曲线.经双极微弧氧化后阴、阳极AZ91D的极化 的阴极试样，阻抗值由几欧姆升高到几万欧姆， 曲线极为相似，其相对棵露的AZ91D镁合金自腐 然后再逐渐下降至几千欧姆，其特征频率接近 蚀电位均提高150-200mV,极化电流比裸露的 0.1Hz;而AZ91D铸造镁合金的特征频率则在 AZ91D镁合金试样低2~3个数量级.经双极微弧 100Hz左右，低于这一频率则阻抗值在几十欧姆 氧化的AZ91D在氯化物溶液中的阴极过程始终 内并基本保持不变.在整个考察的频率区间内， 受到很强的扩散阻滞作用，电流强度低于0.01 微弧氧化阴极试样比未经处理的AZ91D试样的 mA.以上说明经双极徽弧氧化以后AZ91D在氯 阻抗值高约2~3个数量级.特别是在阴极试样特 化物环境中的耐蚀性有了明显提高， 征频率附近的一段区域内，微弧氧化阴极试样的 阻抗值是非常高的，甚至高于目前文献已经报道 -1.1 一一阳极微弧氧化模 的阻抗数据四.结果表明，AZ91D镁合金表面经 -1.2 ·AZ91D -1.3 阴极微弧氧化模 微弧氧化处理后阻抗值大幅升高，耐蚀性也大幅 提高. -1.4 2 -1.5 综上所述，由于对称交流脉冲电压的幅值关 于零值对称，在每个脉冲的前半周期，与电源正 -1.6 极相连的电极是阳极，与负极相连的是阴极：在 -1.7 脉冲的后半周期情况则相反.这种电极极性的改 -1.8L 变按照给定的频率交替进行，阴、阳离子在变化 -4.5-3.5-2.5-1.50.01.02.0 1g(i/mA) 的电场力作用下向两个电极交替地定向移动，如 图63.5%NaC1溶液中双极微弧氧化的AZ91D和棵露 果两个电极都采用镁合金工件，在热化学、电化 的AZ91D的极化曲线 学、等离子化学的共同作用下，阴、阳离子在两个 Fig.6 Potentiodynamic polarization curves for specimens 电极上微弧电沉积也按既定频率交替产生，这就 with and without MAO in 3.5%NaCl solution 相对减少了每个电极微弧放电的时间，整个过程 2.6微弧氧化膜的交流阻抗分析 释放出的热量要比直流或单向脉冲式电压作用 在交流阻抗测量中以3.5%的NaCl溶液作为 时少得多，当对称交流脉冲电压的占空比取0.5. 7 6 . 北 京 科 技 大 学 学 报 20 4年 第 1期 的 M go 和 5 10 2衍射 峰 . 而 5 102 具有 强 的耐 酸碱 腐蚀性 . 由于元 素面 分布 及线 分布 扫描 谱 不能识 别 Na 及 其 以下轻 元素 , 故没 有 发现 O 和 F 元 素 , 但在 X R D 分 析 中却检 测 出它们 的存 在 . 1 阳极 微弧氧 化 模 2 阴极 微弧氧 化 模 . M 今5 104 o a 一 M gzF v C e 0 2 . a 一 A I 2 0 3 电介质 , 在 自腐蚀 电位下 测 量 . 测 量参 数 为 : 交 流 信号 振 幅 10 m V , 频率 范 围 10 ld 七~ s m H之 . 由于 阴 、 阳极微弧氧 化 膜的 阻抗 行为 相似 , 选择 阴极 微 弧 氧化 膜 和 A Z g I D 镁合 金 作比较 , 图 7 是裸 露 的 AZ g ID 镁合金 与 微弧 氧 化 阴极膜 的交流 阻抗 B o de 图 . 一一 阴极微弧氧化模 孟峪Uj 山, ó只UU 山口S 珍 : 夕 各 D 士 D O 一 2 0 4 0 6 0 80 2 0(/ o ) 图 5 微弧 氧化膜 X 射 线衍射谱 Fi g · 5 X . r a y d迁r a 比o n s P e c atr o f a n o d e a n d ca 比do e M A O 川m s .2 5 微弧 氛化膜 的动 电位极 化 曲线测 量 图 6 是 经双 极 微弧 氧化 的 A Z gl D 和 裸露 的 A Z 9 1D 镁合 金 在 3 . 5% N a C I 中 的动 电位 扫 描极 化 曲线 . 经 双 极微 弧 氧化 后 阴 、 阳极 A Z gl D 的极 化 曲线极 为相 似 , 其相 对裸 露 的 A Z g I D 镁合 金 自腐 蚀 电位 均提 高 巧O~2 o m V , 极 化 电流 比裸 露 的 AZ 9 1D 镁 合 金试 样 低 2 一3 个数 量 级 . 经 双 极微 弧 氧 化 的 A Z gl D 在 氯化 物溶 液 中的 阴极 过程 始 终 受 到 很强 的 扩散 阻滞 作用 , 电流 强度 低 于 .0 01 m A . 以上说 明经 双 极微 弧 氧化 以后 A Z gl D 在 氯 化物 环 境 中 的耐蚀 性 有 了 明显提 高 . 一 1 . ! 厂一- 一- - - 一一- - 一- 一- 一 一 1 . 2 一 1 . 3 一 3 一 2 一 1 0 1 2 3 4 5 6 19 (F H/ z ) 图 7 阴极微 弧氛 化后 的 A Z 91 D 和裸 露 的 A Z gl D 的交 流 阻抗 B o d e 图 F i.g 7 E I S B od e s P e c tr a o f A Z 9 1D a n d e a ht o d e M A 0 s a 一 lP e 随 着频 率 由高 向低 变 化 , 经过 微 弧氧 化处 理 的 阴极试样 , 阻抗 值 由几 欧姆 升 高到几 万 欧姆 , 然 后 再 逐渐下 降至 几 千 欧姆 , 其特 征频 率接近 0 . 1 12 ; 而 zA gl D 铸 造镁合 金 的特 征 频 率 则在 10 0 zH 左 右 , 低 于 这 一频 率 则阻 抗值在 几十 欧姆 内并基 本 保持不 变 . 在 整 个考 察 的频 率区间 内 , 微 弧氧 化 阴极 试样 比未经 处 理 的 A Z 9 1D 试 样 的 阻 抗值 高 约 -2 3 个 数 量级 . 特别 是在 阴极 试 样特 征频 率 附近 的一段 区 域 内 , 微 弧氧化 阴极试 样 的 阻抗 值是 非 常高 的 , 甚至 高于 目前文 献 已经 报道 的 阻抗 数据 `13] . 结 果表 明 , A Z gl D 镁 合金 表 面经 微弧 氧化 处理 后 阻抗值 大幅升 高 , 耐蚀性也 大幅 提 高 . 综 上所 述 , 由于对 称 交流 脉 冲 电压 的幅值 关 于零 值对 称 , 在每 个 脉冲 的 前半 周 期 , 与 电源 正 极 相连 的 电极是 阳极 , 与 负 极相 连 的是 阴极 ; 在 脉 冲 的后 半周期 情况 则 相反 . 这 种 电极极 性 的改 变 按照 给 定 的频 率交 替 进 行 , 阴 、 阳离子在 变 化 的电场 力作 用下 向两 个 电极交 替地 定 向移动 . 如 果 两个 电极都 采 用镁合 金工 件 , 在 热化 学 、 电化 学 、 等离子化 学 的共 同作用 下 , 阴 、 阳离 子在 两个 电极 上微 弧 电沉积 也 按既 定频 率交 替产 生 , 这就 相对 减少 了每个 电极微 弧放 电的 时间 , 整个过程 释 放 出 的热 量 要 比直 流 或 单向脉 冲 式 电压 作用 时少 得 多 . 当对 称 交流 脉 冲 电压 的 占空 比取 .0 5 一 卜自 一 1 一 1 8 匕一土一一七一 J 一一二一一土一一 J ` 一一` - - L 一 4 . 5 一 3 . 5 一 2 . 5 一 1 . 5 0 . 0 1 . 0 2 . 0 19( 刀m A ) 图 6 3 5 % N a C I 溶 液 中双极微 弧氛 化 的 A Z gl D 和 裸露 的 zA gI D 的极 化曲线 F ig . 6 P o et o iot d y n a m ic P o l a r俪肠o n e u vr e s fo r sP e c面 e n s w iht a n d w iht o u t M A O i n 3 . 5% N a C I , o l u it o 。 .2 6 微弧 氧 化膜的 交流 阻抗 分 析 在 交 流 阻抗 测量 中 以 3 . 5% 的 N a C I溶 液 作 为