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通过正交实验设计研究了机械清理、酸碱洗和初始加载速率三个因素及其间所有二元交互作用对AZ91D镁合金在硅酸盐体系电解液中进行微弧氧化(MAO)处理所得膜层性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)观察预处理基体和MAO膜层的表面和截面形貌,并通过能谱仪(EDS)分析了膜层的元素组成。采用TT260测厚仪测量膜厚,并通过Image J软件测量试样截面SEM照片加以验证。通过点滴实验中腐蚀液完全变色时间、电化学测试的腐蚀电流密度表征了膜层的耐蚀性。研究结果表明,机械清理和酸碱洗对微弧氧化膜层的厚度有非常显著的影响,对耐蚀性也有显著影响;前者对膜层的厚度和基于电化学测试表征的耐蚀性影响略大,而后者对基于点滴实验表征的耐蚀性影响略大。初始加载速率对膜层的厚度和基于点滴实验表征的耐蚀性都有显著影响,显著性水平低于机械清理和酸碱洗;但对基于电化学测试表征的耐蚀性并无显著影响。机械清理和酸碱洗之间的交互作用仅对微弧氧化膜层基于电化学测试表征的耐蚀性有显著影响,且显著性水平介于两因素之间;酸碱洗与初始加载速率的交互作用仅对膜厚有显著影响,且显著性水平高于初始加载速率;机械清理与初始加载速率之间的交互作用对膜厚和耐蚀性的影响都不显著。微弧氧化膜层的膜厚和基于电化学测试表征的耐蚀性在砂纸打磨、不酸碱洗处理、快速加载时都分别优于喷砂处理、酸碱洗处理、缓慢加载时的情形;基于点滴实验表征的耐蚀性则在砂纸打磨、酸碱洗处理、快速加载时表现更佳。膜层综合性能最佳的工艺方案为:砂纸打磨+无酸碱洗+快速加载,也是实验室研究通常采用的方案。“喷砂处理+酸碱洗+缓慢加载”则最接近一般生产实践的情形。若以前者为基准,后者所得微弧氧化膜层的厚度到了79.3%的水平、点滴实验中的耐蚀性表现达到了90.6%的水平,电化学测试的耐蚀性表现却仅有2.5%的水平;膜层的生长速率也达到了79.3%的水平,单位膜厚能耗节约了4.0%。较之于通过测厚仪做无损检测,基于截面SEM照片的有损检测手段在经过喷砂或(和)酸碱洗处理的基体上采集膜厚数据的适用性和正确性更强。