张玉林等：镁锂合金表面含碳陶瓷层的摩擦性能 ·607· 石墨烯 局部放大图 图1石墨烯固体粉末微观形貌 Fig.1 Microstructure of graphene solid powders 图2不同石墨烯体积分数的电解液中制备微氧化表面陶瓷层形貌.(a)0:(b)0.5%;(c)1%;(d)2% Fig.2 Surface morphologies of MAO coatings formed in electrolytes containing various GE concentrations:(a)0:(b)0.5%;(c)1%:(d)2% 表面扫描电镜形貌照片.由图2可以看出，陶瓷层 火花的尺寸大小[58].此外，随着电解液中石墨烯含 表面均由大量类似于“火山口”和“火山堆”状的物 量的增加，陶瓷层表面微孔直径逐渐降低，且部分微 质堆积而成.微弧击穿放电往往发生在膜层最薄弱 孔出现封堵现象，如图2(c)和(d).这是由于石墨 区域，并在放电通道内部形成高温高压的等离子放 烯大量分散在电解液之中，一方面会提高电解液的 电区，其间还伴随着氧气、氢气等气体的生成.在等电导率，使得阳极试样表面电压升高：另一方面，在 离子体放电区的高温高压作用下，金属基体中镁与电解液中吸附电子而呈阴离子特性的石墨烯在电场 氧发生反应，形成熔融态的金属氧化物.其熔融态 的作用下，会逐渐向阳极迁移并吸附于试样表面. 氧化物伴随着等离子气体的排放从放电通道内部喷 吸附于陶瓷层表面的石墨烯，由于良好的导电性，会 射而出，并在电解液冷淬作用下，快速凝固于微孔周 形成微弧氧化的二次放电点，这就使得单脉冲放电 围.该微孔尺寸决定于表面微弧放电瞬间表面形成 瞬间，陶瓷层表面火花数量急速增多.虽然单脉冲张玉林等: 镁锂合金表面含碳陶瓷层的摩擦性能 图 1 石墨烯固体粉末微观形貌 Fig. 1 Microstructure of graphene solid powders 图 2 不同石墨烯体积分数的电解液中制备微弧氧化表面陶瓷层形貌 郾 (a) 0; (b) 0郾 5% ; (c) 1% ; (d) 2% Fig. 2 Surface morphologies of MAO coatings formed in electrolytes containing various GE concentrations: (a) 0; (b) 0郾 5% ; (c) 1% ; (d) 2% 表面扫描电镜形貌照片. 由图 2 可以看出,陶瓷层 表面均由大量类似于“火山口冶和“火山堆冶状的物 质堆积而成. 微弧击穿放电往往发生在膜层最薄弱 区域,并在放电通道内部形成高温高压的等离子放 电区,其间还伴随着氧气、氢气等气体的生成. 在等 离子体放电区的高温高压作用下,金属基体中镁与 氧发生反应,形成熔融态的金属氧化物. 其熔融态 氧化物伴随着等离子气体的排放从放电通道内部喷 射而出,并在电解液冷淬作用下,快速凝固于微孔周 围. 该微孔尺寸决定于表面微弧放电瞬间表面形成 火花的尺寸大小[5鄄鄄8] . 此外,随着电解液中石墨烯含 量的增加,陶瓷层表面微孔直径逐渐降低,且部分微 孔出现封堵现象,如图 2( c)和( d). 这是由于石墨 烯大量分散在电解液之中,一方面会提高电解液的 电导率,使得阳极试样表面电压升高;另一方面,在 电解液中吸附电子而呈阴离子特性的石墨烯在电场 的作用下,会逐渐向阳极迁移并吸附于试样表面. 吸附于陶瓷层表面的石墨烯,由于良好的导电性,会 形成微弧氧化的二次放电点,这就使得单脉冲放电 瞬间,陶瓷层表面火花数量急速增多. 虽然单脉冲 ·607·