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镁合金微弧氧化技术可将基体防护与装饰功能合于一体,通过一次处理就可以在镁合金表面获得耐蚀性好,色泽均匀稳定的陶瓷膜层,通过微弧氧化在镁合金表面获得黑色陶瓷膜层将极大扩大镁合金的应用范围。 本课题研究以金属铜盐作为着色盐,选择相对应的络合剂,加入由硅酸钠,氟化钾与氢氧化钠组成的基础电解,在其中对镁合金进行微弧氧化。研究了着色盐,镁合金基材与基础电解液的变化对镁合金微弧氧化黑色陶瓷层生长的影响,对所得膜层成分,物相及分布进行测试,并用电化学法和分光光度计对膜层耐蚀性和光谱反射性做了评价,研究表明: 在最优电解液配方及工艺参数条件下制备出来的膜层颜色均匀,粗糙度小,黑色陶瓷结构致密,膜层微观表面有大小不一的放电孔洞存在。着色盐的存在显著改变了膜层的颜色,是因为当电解液中的着色盐与络合剂相遇发生络合反应,通过反应使得电解液中Cu2+与络合剂结合为显负电的金属络合物,随着着色盐浓度的提高,电解液中存在的金属络合物数量增多,最终膜层颜色逐渐加深,由白色变为黑色;此外着色盐含量的增加使得膜层表面微裂纹尺寸和数量下降,提高了膜层的致密性。黑色陶瓷膜层的主要成分为方镁石MgO和镁橄榄石Mg2SiO4,膜层呈现黑色是电解液中的铜元素进入膜层形成化合物所致,其在膜层中含量很少。通过对不同牌号镁合金处理发现基体成分中Al,Zn和Zr等元素的含量变化对膜层颜色无影响;基础电解液主要促进膜层厚度增长并能保持膜层颜色稳定。分光光度计的测试结果表明,随着膜层颜色的加深,膜层在紫外-可见光区光学反射率降低,可见光区反射率由55%降低到10%。在3.5%NaCl中性介质中对着色膜层进行测定后发现,膜层的耐蚀性随颜色的加深而提高,腐蚀电位从白色膜层的-1.512V升高至黑色膜层-1.322V。