VoL.26 No.1 刘元刚等：AZ91D铸造镁合金交流脉冲双极微弧电沉积陶瓷膜 ·75 23微弧氧化膜的成分分析 中的阴离子（如SiO?)和阳离子（如Ce")均可能 图3和图4分别为阳极微弧氧化膜在15KeV 参与成膜过程，而对于传统的直流和半波脉冲微 加速电压时主要元素能谱面分布扫描图和线分 弧氧化，电解液中的阳离子则很雅参与成膜过 布扫描图.图3说明阳极陶瓷膜主要含有Mg,Si, 程.通过图4发现AL,Mg,Si各元素含量很大且在 Al等元素，含有少量的Ce和Zn.分析认为Mg和 阳极微弧氧化膜深度方向均匀分布，C©含量较 Al,Zn元素主要来源于合金成分，而Si和Ce则是 低且分布不均匀，它主要分布内层氧化膜及氧化 在徽弧放电作用下电解液成分在AZ91D铸造镁 膜表面上，中间疏松层没有发现存在Ce,这可能 合金表面沉积产生，由于施加对称脉冲电压，电 是由于电解液中Ce的溶解度比较低，含量相对 源输出方向交替改变，导致与电源正、负极相连 比较少造成的，并不能认为Ce是由微弧电沉积的 试样的阳、阴极属性也按给定频率而改变，溶液 副反应产生的. AI(K) Si(K.) MgK。 Zn(Ka) CeL) 图3阳极微弧氧化膜元素面分布扫描分析 Fig.3 Scanning analysis of elements on the surface of anode MAO film wp巴nw 13 57▣81012 红MgK:1100-1404eV gwWowWLwi 13 57m81012 50000 Ce (L):4691-4995ev 25000 A 0 1 5 7 um 8 1012 SiK:1587-1891eV 20 0lcW 1 3 be 5m81012 氧化膜深度/m 图4阳极微弧氧化膜元素线分布扫描分析 Fig.4 The line scanning analysis of elements on cross-section of anode MAO film 2.4微弧氧化膜的结构分析 其中a-MgF2是优良的耐磨性薄膜材料o,a一 图5是阴、阳极傲弧氧化膜的X射线衍射谱， Al,O则具有高的耐蚀性及高的硬度m.CeO2则是 可以看出阴、阳极微弧氧化膜的衍射谱十分接 良好的稀土元素氧化物，可以提高膜层的耐腐蚀 近.内层氧化膜的非晶态物质可能由于含量低而 性能.分析认为，有相当的一部分Mg SiO,是以 在图5中没有馒头状衍射峰.膜的相组成主要是 2Mg0+SiO2形式存在，因为从衍射图谱上来说， 晶态Mg.SiO4,还含有少量CeO2,a-AlO,a-MgF2. 除了存在最强的Mg.SiO.,衍射峰外，还有低强度勺 bZL ` N 0 . 1 刘 元刚等 : A Z 91 D 铸 造镁合金交 流脉 冲双 极徽弧 电沉积 陶 瓷膜 . 75 . 2 3 微弧氟 化膜 的成分 分 析 图 3和 图 4分别 为 阳极微 弧氧 化膜在 巧 K eV 加速 电压 时 主 要 元 素 能谱 面 分 布 扫 描 图和 线 分 布扫 描 图 . 图 3说 明阳 极陶 瓷膜 主 要含 有 M g , is , lA 等元 素 , 含 有 少 量 的 C e 和 zn . 分 析 认 为 M g 和 A I, Z n 元 素主 要 来源 于 合 金成 分 , 而 is 和 C e 则是 在 微弧放 电作 用 下 电解 液成 分 在 ZA g ID 铸造 镁 合金 表 面沉 积 产生 . 由于 施加 对 称 脉冲 电压 , 电 源输 出方 向交 替 改变 , 导致 与 电源 正 、 负极相连 试样 的 阳 、 阴极属性也 按给定 频 率而 改变 , 溶 液 中 的 阴离子 ( 如iS 以 一 ) 和 阳离子 ( 如 C +e4 ) 均 可 能 参 与成膜 过程 , 而对 于传 统 的直流 和 半波 脉冲微 弧 氧化 , 电解 液 中 的 阳 离 子则 很 难 参 与 成膜 过 程 . 通过 图 4 发现 lA , M g , is 各 元素 含量 很大且在 阳 极微弧氧 化 膜 深度 方 向均匀 分 布 , C e 含 量较 低且 分布 不均 匀 , 它主 要分 布 内层氧 化 膜及 氧 化 膜表 面 上 , 中间疏松层 没 有 发现 存 在 C e , 这 可 能 是 由于 电解 液 中 C e 的溶解 度 比较低 , 含量 相对 比较少造 成 的 , 并不 能认 为 C e 是 由微弧 电沉 积 的 副 反应 产 生 的 . A l( K ) 5 1 ( K 。 ) 图 3 阳极徽 弧氛 化 膜元 素面 分 布扫描 分 析 F ig 3 S ca n n 恤9 a o a 扮8 15 o f e le m e n 肠 。皿 ht e s u l血 c e o f a n o d e M A 0 ifl m nn 内乙 n0 八O 4 妙嘿蟾蒸祥 7 “ 的口曰 口 5 0 0 0 0 2 5 00 0 0 1 89 1 O V 2 0 0 氧化 膜 深度 /卿 图 4 阳极微弧氧 化膜 元 素线 分布 扫描 分析 F馆 . 4 T 血e 血 e sca o n in g a n a ly s is Of e l e m e毗 o n e m扮 , ce iot . o f a . do e M A O 川m .2 4 微弧氧化 膜的结 构 分析 其 中 a 一 M沙 2 是 优 良的 耐 磨 性 薄 膜 材 料 「10 , a 一 图 5 是 阴 、 阳 极微弧氧 化膜 的 X 射线 衍射 谱 , A 1 2 q 则 具 有高 的耐 蚀 性及高 的硬 度1 . C e 0 2 则 是 可 以看 出 阴 、 阳 极微 弧氧 化膜 的衍 射谱 十 分 接 良好 的稀土元 素氧化 物 , 可 以提 高膜层的耐 腐蚀 近 . 内层 氧化 膜的非 晶态物质 可 能 由于含量低 而 性 能ltZ] . 分 析认 为 , 有相 当 的一部分 M乡is 认 是 以 在 图 5 中 没有馒 头状 衍 射 峰 , 膜的相 组 成主 要 是 ZM g ) is q 形 式存 在 , 因 为 从衍 射图谱上 来说 , 晶态 M 今is 众 , 还含有 少量 C e仪 , a 一 A 犯q ,a 一 MgIF . 除 了存 在最 强 的 M今 iS 认 衍射峰 外 , 还 有低强度