李占明，邱 驥，孫曉峰，黃元林

(裝甲兵工程學(xué)院裝備再制造工程系，北京100072)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界各國(guó)越來(lái)越重視環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展，為減少環(huán)境污染、降低能源消耗，輕量化成為工業(yè)發(fā)展的必然選擇。鋁及鋁合金材料因具有質(zhì)輕、價(jià)廉及良好的加工和低溫力學(xué)性能而被廣泛用于飛機(jī)、艦船、車(chē)輛、輕型裝甲裝備等，成為實(shí)現(xiàn)輕量化的首選［1-2］。但鋁合金在使用環(huán)境中易發(fā)生局部腐蝕和磨損，需對(duì)其進(jìn)行噴丸、滾壓、超聲沖擊或微弧氧化等表面強(qiáng)化處理，以賦予其更為優(yōu)異的功能特性［3-6］。微弧氧化(Micro-Arc Oxidation，MAO)是一種綠色環(huán)保、效果良好的表面處理技術(shù)，它的基本原理是將鋁、鎂、鈦等有色金屬置于電解液中，在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，電解液中的氣體發(fā)生電離，在金屬表面發(fā)生氧化反應(yīng)，生成等離子體，此時(shí)表面出現(xiàn)微區(qū)火花放電斑點(diǎn)，導(dǎo)致這些基體表面發(fā)生等離子體化學(xué)、熱化學(xué)、電化學(xué)、擴(kuò)散反應(yīng)和高溫相變等一系列復(fù)雜的反應(yīng)，從而生成具有耐腐蝕、抗磨損、絕緣、隔熱等性能良好的陶瓷膜［7-9］。該技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、適用范圍廣、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，其氧化陶瓷膜能夠克服鋁合金硬度低、耐磨性能差的缺點(diǎn)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)鋁合金表面微弧氧化技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究，在陶瓷膜性能、生長(zhǎng)機(jī)理及工藝優(yōu)化等方面獲得了較快的發(fā)展。

1 鋁合金微弧氧化技術(shù)的發(fā)展

20世紀(jì) 30年代，Gunterschulze等［10］發(fā)現(xiàn)將某些金屬浸入液體里能發(fā)生火花放電現(xiàn)象，并認(rèn)為產(chǎn)生的火花可能會(huì)對(duì)氧化膜起到破壞作用，但后來(lái)的研究證明利用這種現(xiàn)象可以生成性能更為優(yōu)異的氧化膜。從20世紀(jì)50年代末開(kāi)始，美國(guó)的一些兵工單位開(kāi)始進(jìn)行陽(yáng)極火花技術(shù)研究，并提出了微弧氧化的概念［11-13］。70年代以后，人們逐漸意識(shí)到火花放電現(xiàn)象在有色金屬表面強(qiáng)化處理中所具有的價(jià)值，前蘇聯(lián)科學(xué)院的無(wú)機(jī)化學(xué)研究所、德國(guó)的卡爾-馬克思工業(yè)大學(xué)和美國(guó)的伊利諾大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)都相繼開(kāi)始了對(duì)該技術(shù)的研究［14］。此時(shí)的研究中，前蘇聯(lián)在研究水平和規(guī)模上占據(jù)優(yōu)勢(shì):1969年蘇聯(lián)學(xué)者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對(duì)鋁合金材料施加電壓時(shí)，如果所施加的電壓高于火花區(qū)電壓，就可以獲得性能優(yōu)異的氧化物陶瓷膜層，還將這種在微電弧條件下通過(guò)氧化獲得陶瓷膜層的過(guò)程正式命名為“微弧氧化”［15］。20世紀(jì)80年代后期，微弧氧化已成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)，進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。德國(guó)學(xué)者Kurze［16］通過(guò)火花放電微弧氧化技術(shù)在純鋁表面成功制備了含α-Al2O3的硬質(zhì)膜層，并深入地研究了通過(guò)該技術(shù)在各種金屬表面獲得陶瓷膜的實(shí)用性。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，荷蘭、葡萄牙、法國(guó)、日本等更多國(guó)家開(kāi)始微弧氧化技術(shù)的研究，加快了該技術(shù)的發(fā)展。從規(guī)模和研究水平上來(lái)看，俄羅斯一直占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，處于世界領(lǐng)先地位，其學(xué)者提出的理論體系比較成熟、完整，也得到了其他國(guó)家學(xué)者的認(rèn)可，并且已將該技術(shù)成功地應(yīng)用于多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。

在國(guó)內(nèi)，微弧氧化技術(shù)自20世紀(jì)90年代起受到廣泛關(guān)注，北京師范大學(xué)低能核物理研究所、北京有色金屬研究總院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈爾濱理工大學(xué)、西安理工大學(xué)、中國(guó)兵器工業(yè)第52研究所和裝甲兵工程學(xué)院等在引進(jìn)吸收俄羅斯技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)微弧氧化設(shè)備，陶瓷膜的形貌、組織、性能以及形成機(jī)理和制備過(guò)程等方面都進(jìn)行了大量的研究。其中，西安理工大學(xué)蔣百靈教授和北京師范大學(xué)薛文斌教授在微弧氧化設(shè)備研制、工藝開(kāi)發(fā)領(lǐng)域作出了突出貢獻(xiàn)。隨著人們對(duì)微弧氧化技術(shù)研究的不斷深入，其在表面工程領(lǐng)域越來(lái)越受到重視，并得到更加廣泛的應(yīng)用和推廣。從目前的研究狀況來(lái)看，對(duì)鋁合金微弧氧化技術(shù)的研究主要集中在電解液及添加劑、電參數(shù)等處理工藝對(duì)微弧氧化陶瓷膜耐腐蝕性、耐磨性、抗疲勞性能的影響及微弧氧化膜生長(zhǎng)機(jī)制和規(guī)律等方面。

2 鋁合金微弧氧化陶瓷膜性能研究進(jìn)展

獲取性能優(yōu)異的陶瓷膜，是鋁合金微弧氧化技術(shù)研究的最終目的，各國(guó)學(xué)者都在這方面進(jìn)行了較多的研究，也都取得了較大的進(jìn)展。

2.1 耐腐蝕性能

耐腐蝕性能是鋁合金微弧氧化技術(shù)研究的最終目標(biāo)之一，自然也是其研究者關(guān)注的焦點(diǎn)之一。Venugopal等［17］的研究表明:7075鋁合金微弧氧化陶瓷膜能夠有效避免因Cu、Fe等金屬間化合物引起的局部腐蝕，提高了鋁合金的抗腐蝕性能，克服了因應(yīng)力腐蝕引起的開(kāi)裂行為。Guo等［18］通過(guò)電化學(xué)測(cè)試分析了鑄造Al-13Si-5Cu合金微弧氧化膜的耐腐蝕性能，認(rèn)為:微弧氧化陶瓷層微觀組織結(jié)構(gòu)和陶瓷膜厚度是影響耐蝕性的主要因素;但厚度的增加并不一定能提高其耐腐蝕性能。Rao等［19］研究了鋁合金攪拌摩擦焊焊接接頭微弧氧化前后的耐腐蝕性能，發(fā)現(xiàn)微弧氧化陶瓷膜能夠有效避免焊接熱影響區(qū)的局部腐蝕。通過(guò)合理地調(diào)整工藝參數(shù)，可有效控制陶瓷膜的微觀結(jié)構(gòu)和膜層厚度，使鋁合金的耐腐蝕性能和抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能得到有效提高。

2.2 耐磨損性能

通常認(rèn)為:鋁合金微弧氧化陶瓷膜包括內(nèi)部致密層和外部疏松層，由α-Al2O3相和γ-Al2O3相組成，且與基體緊密結(jié)合，具有較好的耐磨性能。蔣百靈等［20］研究發(fā)現(xiàn):在潤(rùn)滑條件下，鋁合金微弧氧化陶瓷膜的耐磨性能明顯優(yōu)于電鍍硬鉻鍍層和磷釩銅鑄鐵。Arslan等［21］的研究表明:AA2014鋁合金微弧氧化陶瓷膜的抗高溫磨損性能得到大幅提高。趙英鵬等［22］的研究表明:與基體相比，微弧氧化處理的鋁合金的耐磨性能得到了較大的提高，其中硅酸鹽體系的電解液中提高的幅度最大。Zhou等［23］研究了2024鋁合金微弧氧化膜在干摩擦、水潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑3種介質(zhì)中的往復(fù)滑動(dòng)摩擦學(xué)行為，研究發(fā)現(xiàn):在干摩擦?xí)r，陶瓷膜主要發(fā)生磨粒磨損和疲勞磨損;在潤(rùn)滑條件下，陶瓷膜主要發(fā)生摩擦化學(xué)磨損和疲勞磨損。

2.3 抗疲勞性能

微弧氧化技術(shù)對(duì)鋁合金基體疲勞性能影響的研究剛剛起步，卻引起了人們的廣泛關(guān)注。梁戈等［24］研究了微弧氧化處理技術(shù)對(duì)LD10鋁合金疲勞性能的影響，發(fā)現(xiàn)不同厚度的微弧氧化陶瓷膜導(dǎo)致鋁合金的疲勞壽命出現(xiàn)不同程度的降低。分析認(rèn)為:微弧氧化陶瓷膜中的放電通道容易出現(xiàn)微裂紋，成為疲勞裂紋的源頭，而膜層附近基體中存在的殘余拉應(yīng)力，促進(jìn)疲勞裂紋的萌生與擴(kuò)展。文磊等［25］利用硅酸鹽體系電解液在LY12鋁合金表面制備出了不同厚度的微弧氧化陶瓷膜，并分析了陶瓷膜厚度對(duì)基體疲勞壽命的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明:微弧氧化陶瓷膜會(huì)降低鋁合金的疲勞壽命，且涂層越厚，疲勞壽命下降越明顯。陶瓷膜局部過(guò)度長(zhǎng)入基體會(huì)產(chǎn)生缺陷，造成應(yīng)力集中，在循環(huán)載荷作用下，萌生疲勞裂紋，使鋁合金的疲勞壽命降低。鋁合金微弧氧化處理后，鋁合金的抗疲勞性能會(huì)受到陶瓷膜的微觀結(jié)構(gòu)、內(nèi)應(yīng)力和厚度等因素的影響。如何有效地提高微弧氧化處理鋁合金的疲勞性能，已成為該技術(shù)在一些重要領(lǐng)域推廣應(yīng)用的瓶頸。

3 鋁合金微弧氧化工藝研究進(jìn)展

微弧氧化技術(shù)是一種受多個(gè)因素控制的工藝過(guò)程，電解液、電參量、氧化時(shí)間及鋁合金基體成分等都會(huì)對(duì)陶瓷膜的性能產(chǎn)生較大影響。王艷秋等［26］考察了微弧氧化工藝參數(shù)對(duì)7075鋁合金陶瓷膜生長(zhǎng)過(guò)程的影響規(guī)律，認(rèn)為:基體材料成分和電解液組分會(huì)影響陶瓷膜的相組成;而電流密度和氧化時(shí)間是影響微弧氧化陶瓷膜性能及厚度的重要參數(shù)。

3.1 電解液

為避免酸性電解液對(duì)環(huán)境的污染，目前微弧氧化電解液主要以弱堿性水溶液(如硅酸鹽、磷酸鹽、鋁酸鹽、碳酸鹽和氫氧化鈉等)為主，其中應(yīng)用最為廣泛的是硅酸鹽。對(duì)同一金屬材料而言，電解液成分、質(zhì)量濃度、溫度及添加劑類(lèi)型對(duì)成膜速度、陶瓷膜成分和性能具有至關(guān)重要的影響。趙堅(jiān)等［27］在研究電解液質(zhì)量濃度對(duì)6063鋁合金微弧氧化陶瓷涂膜的相組成、微觀結(jié)構(gòu)、顯微硬度和耐磨性能的影響時(shí)發(fā)現(xiàn):在電流密度和處理時(shí)間一定的條件下，當(dāng)Na2SiO3的質(zhì)量濃度小于9 g/L時(shí)，隨著電解液質(zhì)量濃度的增加，陶瓷膜成膜速率有所提高，膜層中α-Al2O3和γ-Al2O3相質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，膜層與基體的結(jié)合力增強(qiáng)，且膜層的硬度和耐磨性也明顯提高;而當(dāng)Na2SiO3的質(zhì)量濃度大于9 g/L時(shí)，膜層的硬度等性能則變化很小，甚至有所降低。電解液的溫度也對(duì)微弧氧化陶瓷膜的生長(zhǎng)過(guò)程和性能具有較大的影響:隨著電解液溫度的升高，鋁合金微弧氧化的起弧電壓降低，陶瓷膜生長(zhǎng)速度加快，有利于提高生產(chǎn)效率;但溫度過(guò)高，電解液易飛濺，膜層也易燒焦，處理后膜層較粗糙，會(huì)影響膜層的質(zhì)量，所以一般將溫度控制在40～60 ℃為宜［28］。

另外，不同的添加劑對(duì)微弧氧化陶瓷膜的性能也有很大影響:馬世寧等［29-30］通過(guò)向電解液中添加納米二氧化硅顆粒(n-SiO2)，使7A52鋁合金微弧氧化陶瓷膜的耐腐蝕和抗磨損性能得到顯著提高;趙堅(jiān)等［31］研究發(fā)現(xiàn)，在電解液中添加 Al2O3納米粉末，可使6063鋁合金微弧氧化陶瓷膜的耐磨性能得到明顯提高，而添加TiO2納米粉末時(shí)，陶瓷膜層的耐磨性能反而有所降低;李玉海等［32］通過(guò)向Na2SiO3和Na2WO4的混合電解液中加入ZrO2顆粒，使2A12鋁合金微弧氧化陶瓷膜的抗磨損性能得到明顯提高。

電解液和添加劑對(duì)微弧氧化陶瓷膜的生長(zhǎng)過(guò)程和性能具有較大的影響，可見(jiàn)，合理控制電解液類(lèi)型、質(zhì)量濃度和溫度，添加合適種類(lèi)與比例的添加劑是今后研究的方向之一。

3.2 電參量

電參量是微弧氧化技術(shù)的另一重要影響因素，電壓、電流密度、頻率和占空比等對(duì)微弧氧化陶瓷膜的組織性能具有很大影響。劉榮明等［33］的研究證明:正負(fù)向電壓的提高均有利于增加鋁合金陶瓷膜的厚度和均勻性，而負(fù)向電壓對(duì)陶瓷膜形成的影響更加顯著，較高的電壓可以加快物質(zhì)的遷移和強(qiáng)化膜層的擊穿，從而促進(jìn)陶瓷膜的生長(zhǎng)。翟敏等［34］研究了頻率、占空比、時(shí)間等參數(shù)對(duì)LY12鋁合金微弧氧化陶瓷膜電化學(xué)腐蝕行為的影響，結(jié)果表明:頻率提高，陶瓷膜耐蝕性變好;占空比增大，陶瓷膜耐蝕性變差;隨著氧化時(shí)間延長(zhǎng)，膜厚逐漸增加，陶瓷膜對(duì)基體的保護(hù)作用隨之增強(qiáng)。Pan等［35］研究了氧化時(shí)間、電流密度、頻率、占空比等工藝參數(shù)對(duì)鋁合金微弧氧化陶瓷膜表面粗糙度的影響，觀察發(fā)現(xiàn):在一定范圍內(nèi)減少微弧氧化時(shí)間、提高頻率、降低正向或負(fù)向電流密度和占空比，都有利于降低膜層表面粗糙度，而只有溫度在30～40℃時(shí)獲得的陶瓷膜表面粗糙度最理想。因此，合理地調(diào)整電壓、電流密度、占空比和頻率等電參量，可有效改變鋁合金表面電火花的放電特性，獲得性能更佳的陶瓷膜。

3.3 氧化時(shí)間

時(shí)間是影響鋁合金微弧氧化陶瓷膜性能的重要工藝參數(shù)之一，時(shí)間過(guò)短則陶瓷膜太薄，難以起到保護(hù)表面的作用;時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致陶瓷膜缺陷增多。孫志華等［36］認(rèn)為:2A12鋁合金微弧氧化陶瓷膜主要由α-Al2O3和 γ-Al2O3相組成，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，γ-Al2O3相在陶瓷膜中的所占比例逐漸減少，硬度較高的α-Al2O3相逐漸提高，陶瓷膜耐磨性能變好。吳振東等［37］利用 K2ZrF6電解液體系，通過(guò)微弧氧化工藝在LY12鋁合金表面制備了氧化鋯陶瓷膜，分析認(rèn)為:膜層主要由t-ZrO2和m-ZrO2相組成，還包括少量的γ-Al2O3和KZr2(PO4)3相;隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，膜層晶相物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，膜層的耐腐蝕性和耐磨性能均有所提高，但抗熱震性減弱。李忠盛等［38］研究發(fā)現(xiàn):隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng)，陽(yáng)極電壓逐漸增大，7A55鋁合金微弧氧化陶瓷膜表面微孔孔徑逐漸增大，微孔數(shù)量逐漸減少，膜層厚度隨氧化時(shí)間近似呈線性增加。翟文杰等［39］研究表明:7A04鋁合金微弧氧化陶瓷膜的耐磨性與耐腐蝕性與處理時(shí)間密切相關(guān)。

3.4 復(fù)合工藝

將其他技術(shù)與微弧氧化技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)復(fù)合處理技術(shù)來(lái)制備性能優(yōu)異的復(fù)合膜，可能會(huì)成為制造業(yè)精密化與輕量化發(fā)展進(jìn)程中的優(yōu)選工藝。目前，人們已成功利用微弧氧化技術(shù)與多種其他技術(shù)在鋁合金表面制備出了高性能的復(fù)合膜，大大提高了鋁合金的表面性能:王遠(yuǎn)等［40］采用微弧氧化和射頻磁控濺射技術(shù)，在2A12鋁合金表面制備了Al2O3/CrNx復(fù)合膜，明顯改善了鋁合金零部件的摩擦磨損特性。王亞明等［41］采用微弧氧化及涂覆工藝在LY12鋁合金表面制備了底層微弧氧化/外層樹(shù)脂填料復(fù)合涂層，提高其隔熱與抗火焰燒蝕性能;吳曉玲等［42］通過(guò)微弧氧化與磁過(guò)濾陰極真空弧技術(shù)在鋁合金表面成功制備了Al2O3/DLC復(fù)合膜層，有效地提高了鋁合金零部件的摩擦磨損性能;但敏等［43］通過(guò)微弧氧化-溶膠凝膠復(fù)合表面處理技術(shù)提高了鋁合金的耐腐蝕性能。

4 微弧氧化膜生長(zhǎng)機(jī)理和規(guī)律研究進(jìn)展

微弧氧化過(guò)程比較復(fù)雜，化學(xué)氧化、電化學(xué)氧化和等離子氧化作用同時(shí)存在。關(guān)于微弧氧化陶瓷膜的生長(zhǎng)機(jī)制目前尚無(wú)定論，一般可分為陽(yáng)極氧化、火花放電、微弧氧化和熄弧成膜4個(gè)階段:工藝初期，通電開(kāi)始后會(huì)在合金基體的表面生成一層比較薄的高阻抗陽(yáng)極氧化膜;隨著氧化膜表面電壓逐漸升高，達(dá)到擊穿電壓后，無(wú)數(shù)細(xì)小、游動(dòng)的火花點(diǎn)開(kāi)始出現(xiàn)在合金基體表面，這時(shí)發(fā)生了微區(qū)火花放電;隨著電壓的繼續(xù)增加，發(fā)生微區(qū)弧光放電，氧化膜將被擊穿形成放電通道，在局部高溫作用下，熔化的氧化膜會(huì)阻塞放電通道，使電弧熄滅;電弧熄滅以后，熔融的氧化鋁冷卻凝固，一個(gè)放電過(guò)程結(jié)束。當(dāng)放電通道中耐壓能力高于其他位置時(shí)，陶瓷膜的另一薄弱位置將擊穿放電，此過(guò)程隨機(jī)重復(fù)出現(xiàn)在陶瓷層表面，最后形成了均勻一致的微弧氧化陶瓷膜［44-45］。

楊巍等［46-48］采用交流脈沖微弧氧化電源在Na2CO3、NaCl、Na2SnO3和不同質(zhì)量濃度的 Na2SiO3電解液中對(duì)LY12鋁合金進(jìn)行表面處理，研究了電解液中溶質(zhì)元素在微弧氧化初期形成的高阻抗膜對(duì)微弧氧化起弧及生長(zhǎng)過(guò)程的影響規(guī)律，分析認(rèn)為:在鋁合金試樣表面形成高阻抗膜是微弧氧化現(xiàn)象得以進(jìn)行的必要條件，預(yù)制高阻抗膜可明顯縮短微弧氧化起弧時(shí)間、降低起弧電壓，還可提升擊穿電壓的穩(wěn)定值。馬世寧等［49-50］在電解液中添加了納米SiO2粉末配制納米電解液，在7A52鋁合金表面制備納米復(fù)合微弧氧化陶瓷膜，并考察納米SiO2對(duì)微弧氧化陶瓷膜生長(zhǎng)過(guò)程的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)添加納米SiO2粉末后，陶瓷膜生長(zhǎng)速度提高了近1倍，分析認(rèn)為:納米SiO2粉末在納米復(fù)合微弧氧化陶瓷膜中摻雜，形成雜質(zhì)能級(jí)，擊穿過(guò)程中形成“雜質(zhì)放電”，促進(jìn)了微弧氧化電擊穿過(guò)程，提高了微弧氧化陶瓷膜生長(zhǎng)速度。薛文斌等［51-53］先后分析了 LC4鋁合金、6061鋁合金和2219鋁合金攪拌摩擦焊接頭表面微弧氧化陶瓷膜的形貌、成分和相組成，評(píng)估了處理與未處理試樣的硬度和耐腐蝕性能，研究了鋁合金微弧氧化陶瓷膜的生長(zhǎng)規(guī)律，探討了基體組織、成分等對(duì)微弧氧化膜的生長(zhǎng)影響。孫志華等［54-55］通過(guò)分析微弧氧化處理時(shí)間、電流密度和占空比等因素對(duì)2A12鋁合金微弧氧化陶瓷膜表面和截面形貌、成分和相組成的影響，研究了微弧氧化過(guò)程中陶瓷膜的生長(zhǎng)過(guò)程和規(guī)律，研究結(jié)果表明:陶瓷膜總厚度近似呈線性增長(zhǎng)，向內(nèi)生長(zhǎng)速度略低于向外生長(zhǎng)速度，致密層厚度先增加，而后略有降低。

揭示電解液、電參量、氧化時(shí)間、基體成分及表面完整性等對(duì)鋁合金微弧氧化陶瓷膜生長(zhǎng)過(guò)程的影響規(guī)律，闡明其生長(zhǎng)機(jī)理，對(duì)充分發(fā)掘該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)具有重要意義。

5 微弧氧化技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)

鋁合金微弧氧化陶瓷膜所具有的良好綜合力學(xué)性能促進(jìn)了該技術(shù)在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，如在航空航天、機(jī)械電子、車(chē)輛船舶和裝飾等領(lǐng)域都具有十分廣闊的應(yīng)用前景。目前，經(jīng)過(guò)各國(guó)專(zhuān)家的不懈努力，該技術(shù)已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足發(fā)展，積累了許多成功的經(jīng)驗(yàn)。但要使該技術(shù)能夠真正在工程實(shí)際中得到更廣泛的應(yīng)用，還需要在設(shè)備開(kāi)發(fā)、工藝優(yōu)化、機(jī)理探討和性能改善等方面進(jìn)行深入研究。

1)研制新設(shè)備、開(kāi)發(fā)新技術(shù)。效率低、能耗大、成本高限制了微弧氧化技術(shù)在許多工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展，研制滿(mǎn)足不同類(lèi)型企業(yè)批量生產(chǎn)要求的自動(dòng)化微弧氧化設(shè)備，開(kāi)發(fā)更多的復(fù)合技術(shù)來(lái)達(dá)到工業(yè)發(fā)展要求，是該技術(shù)今后應(yīng)用研究的一個(gè)重要方向。

2)開(kāi)展鋁合金表面微弧氧化工藝研究。針對(duì)不同類(lèi)型鋁合金材料的物理特性、表面狀態(tài)和表層組織結(jié)構(gòu)，選擇合理的處理工藝并進(jìn)行優(yōu)化，獲取穩(wěn)定可靠的工藝參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)性能改善和效率提升的雙贏。

3)深化理論研究。微弧氧化過(guò)程的影響因素較多，加強(qiáng)理論研究可為該技術(shù)工藝優(yōu)化和實(shí)際應(yīng)用提供有益指導(dǎo)，這需要對(duì)微弧氧化機(jī)理進(jìn)行進(jìn)一步探索和不斷完善。

4)提高陶瓷膜及基體性能。例如:鋁合金微弧氧化陶瓷膜在一定范圍內(nèi)會(huì)降低基體的抗疲勞性能，限制了該技術(shù)在航空航天、車(chē)輛船舶等重要領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。如何通過(guò)調(diào)整工藝，控制鋁合金微弧氧化陶瓷膜的組成，制備性能優(yōu)異的陶瓷膜，且能提高工藝的可重復(fù)性，是鋁合金微弧氧化技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)。

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