镁基材料易腐蚀的缺点限制其应用范围。通过微弧氧化表面处理可在镁基材料表面原位生成一层具有防护性的陶瓷层,增强其耐蚀性。但是,受镁基体自身特点的限制,镁基材料表面微弧氧化陶瓷层的致密度通常较其它阀金属微弧氧化陶瓷层的致密度低,使其防腐性能受限。本文通过电解液添加剂的选择和优化,以及改变电源模式来控制微弧氧化过程中火花放电状态,提高镁基材料微弧氧化陶瓷层的致密度;在此基础上采用硅烷化后处理来封闭微弧氧化陶瓷层中的微孔缺陷,进一步提高镁基材料微弧氧化陶瓷层的腐蚀防护性能。本研究选用AZ91D镁合金、ZnO@Al18B4033w/AZ91镁基复合材料和A118B4O33w/AZ91镁基复合材料作为基底材料进行微弧氧化处理。首先探索电解液添加剂对AZ91D镁合金微弧氧化行为的影响,筛选出可以显著提高微弧氧化陶瓷层腐蚀防护作用的添加剂种类及其浓度;然后考察氧化时间和电源控制模式对AZ91D镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性的影响。应用上述实验获得的优化工艺对镁基复合材料进行微弧氧化处理,考察微弧氧化陶瓷层对镁基复合材料的腐蚀防护效果。最后对微弧氧化陶瓷层进行硅烷化处理,封闭微弧氧化过程中形成的放电残留微孔和微裂纹等结构缺陷,以期进一步提高镁基材料微弧氧化陶瓷层的腐蚀防护性能。利用扫描电子显微镜(SEM)观察不同工艺下制备的微弧氧化陶瓷层的微观形貌和硅烷化处理后的膜层缺陷封闭效果;通过接触角测试考察膜层的疏水性;通过动电位极化、中性盐雾实验以及电化学阻抗谱(EIS)研究微弧氧化陶瓷层的耐腐蚀性能及腐蚀行为。研究结果表明:在硅酸盐体系基础溶液中加入适当的添加剂后,可使AZ91D镁合金在微弧氧化过程中的火花放电状态变得均匀、密集,火花尺度减小,放电剧烈程度降低。密集、均匀的火花放电有利于提高微弧氧化陶瓷层的致密度,增大腐蚀介质和腐蚀产物的扩散阻力,从而提高陶瓷层的腐蚀防护性能。本研究筛选的有效添加剂包括苯并三氮唑、邻苯二甲酸氢钾、丙三醇、柠檬酸钠、聚环氧乙烷、偏铝酸钠和四硼酸钠,其中邻苯二甲酸氢钾,偏铝酸钠和四硼酸钠的优化效果最佳。随氧化时间的延长,镁基材料微弧氧化陶瓷层厚度逐渐增大,在不限压模式下,致密度下降,耐蚀性先升高,后下降;在限压模式下,陶瓷层厚度的增大并没有使致密度下降,耐蚀性升高。增强相的加入使镁基复合材料的耐蚀性低于基体合金,但经过相同的微弧氧化工艺处理后,复合材料耐蚀性反而高于基体合金,并且添加剂对镁基复合材料微弧氧化陶瓷层耐蚀性的提高效果也较镁合金更加显著。这可能是由于增强相Al18B4O33晶须不参与微弧氧化过程,随着微弧氧化陶瓷层向基底方向生长而保留于陶瓷层中,减小了陶瓷层整体的体积收缩率,从而与镁合金相比镁基复合材料微弧氧化陶瓷层的致密度更高,腐蚀防护性能更好。通过硅烷化处理可以在镁基材料微弧氧化陶瓷层表面形成一层疏水性良好的硅烷膜,同时硅烷水解液能够渗透到微弧氧化陶瓷层内部的缺陷中,封闭内部缺陷,从而进一步改善微弧氧化陶瓷层的耐蚀性。