【正文】 微區(qū)弧光放電作用下，生成的氧化物不斷熔化并迅速凝固[24]，出現了一些放電通道。氧化時間（min）5102030粗糙度（μm） ，在5min到10min這個時間段里，表面粗糙度增加很快，因為在反應起初這段時間內，放電通道數量多，10min到30min內表面粗糙度變化趨勢變緩，是因為隨著反應時間的延長，弧光逐漸變得稀疏，放電通道減少 觀察上兩圖說明，隨隨著氧化時間的延長，表面形成的顆粒尺寸逐漸變大，顆粒密度逐漸降低，陶瓷層表面也越粗糙。氧化時間（min）5102030膜厚（μm）11 膜層厚度隨氧化時間的變化 ，隨著氧化時間的延長膜厚的增長很快，因為在這段時間內微弧氧化弧光分布均勻、密集，放電通道多。從圖中還可以看到，在放電通道的周圍，存在熔融物迅速凝固的痕跡。 、處理時間為20min的SEM圖片a）低倍 b）高倍 從上兩圖中可以看到陰暗的圓形斑點布滿了整個樣品表面，該現象明顯表明這些圓餅中心的小孔是溶液與基體反應的通道，在微區(qū)弧光放電作用下，陶瓷層以這些小孔為中心，通過生成的氧化物不斷熔化，迅速凝固并相互結合而增厚出現了放電通道。在實驗過程中觀察得微弧氧化起初出現分布均勻、密集且快速游動于整個樣品表面的微小弧光，隨著氧化時間的增加，弧光分布逐漸變得不均勻、稀疏且固定于樣品表面，火花尺寸變大，數目減少，大的火花主要集中在局部放電，即隨著氧化時間的延長，樣品表面弧光數量逐漸減少，弧光面積逐漸增大導致放電通道的直徑增加，因此膜層表面微孔孔徑變大。選擇出一些試樣進行掃描和能譜分析。同時，利用SEM對優(yōu)化工藝加工的試樣膜層微觀結構進行了觀察和相分析。它的主要適合于測量各種變壓器、電機、電纜、電氣設備及絕緣材料的絕緣電阻。（3）膜層微觀結構分析用沈陽理工大學的日立S3400N掃描電鏡（scanning electron microscope，SEM）對膜層的微觀結構進行觀察表面形貌，利用其附帶的能譜儀（EDS）對陶瓷層表面成分進行分析。RM20袖珍式粗糙度儀的主要功能為：通過觸摸式按鍵可對測量參數Ra和Rz進行選擇。2　 測試方法：在試件任意端面的隨機直徑上均勻取5點進行測試，然后取這5點的平均值作為膜層厚度的最終測試結果。本實驗采用NaOH 2g/L、Na2SiO38g/L和NaOH2g/L 、Na2SiO3 8g/L、NaF 2g/L和NaOH 2g/L、Na2SiO3 8g/L、NaF2g/L、Na2WO4 8g/L 三種配方進行試驗。然后添加蒸餾水至規(guī)定體積量。實驗方案微弧氧化分析實驗設備的安裝、實驗材料及藥品的準備厚度測量粗糙度測 量絕緣電阻測量表面形貌分析成分分析相組成分析SEMEDSXRD 先取蒸餾水少量，在室溫下在攪拌過程中依次將各組份加入水中，并在添加過程中待一種組份完全溶解之后再添加另一種組份。 微弧氧化電解槽是用不銹鋼加工的長方體形夾套循環(huán)冷卻槽，主要構件是內外槽體（在夾套內通自來水，通過不銹鋼槽壁與內部的溶液體系進行熱量交換，達到冷卻溶液體系的目的）導電裝置、絕緣固定裝置等。2 實驗設備及方法試樣原材料為7075軍工產品，經過機加工制的30104mm長方片試樣30個，經過砂紙打磨后拋光制備成微弧氧化實驗試樣。研究時間、電壓、脈間、脈寬對陶瓷膜的影響；研究陶瓷表面形貌、厚度、粗糙度、元素成分及含量、相組成等。膜層的各種性能主要由生產的陶瓷膜的致密層來提供，目前對膜層厚度的影響因素方面的研究主要關注各影響因素對膜層總厚度的影響，而忽視了其對致密層厚度（亦即致密層所占比率）的影響[22]。(6)微弧氧化技術還有許多實踐問題需要解決：由于微弧氧化表面層耐污染性較差，無法直接利用，必須進行表面涂裝。(5)如何降低大規(guī)模生產的成本是急需解決的問題：根據擊穿電壓的理論模型而研制的實驗室研究用微弧氧化處理裝置，在電源系統(tǒng)輸出電流100～300A的條件下，～。為制備具有不同性能的鋁合金微弧氧化陶瓷層，所采用的工藝條件(電流密度、頻率、占空比及電解液成分等)不同，須根據實際應用對陶瓷層性能的要求，采用適當的工藝條件，這為其應用推廣帶來一定的困難[21]。關于成膜的熱力學和動力學規(guī)律，還有待于深入的試驗研究和理論分析；關于基體成分設計及成分對微弧氧化膜組織和性能的影響研究還比較少[20]。從前面闡述的內容來看，很多學者對微弧氧化技術進行了多方面的有益的研究與探索，但目前鋁合金表面微弧氧化技術的研究存在以下不足之處：(l)微弧氧化技術的局限：目前該技術可處理的基體材料還只限于鋁、鎂、鈦等輕合金，對以非鐵合金為基體的研究開展的很少。微弧氧化膜層應用領域腐蝕防護膜層化學設備、建筑、泵部件耐磨膜層紡織機械、發(fā)動機部件、管道電防護膜層電子、化工設備、能源工業(yè)裝飾膜層儀器儀表、土木工程光學膜層精密儀器功能性膜層催化、醫(yī)療設備、醫(yī)用材料 從上可以看出，微弧氧化陶瓷層因其特性不同可以有廣闊的應用前景，因此真正掌握微弧氧化技術，確保能在實踐中應用，具有重大的意義[18]。其他的用途可以分為以下種類:化工、機械、熱能、電工和電子以及它們的結合。另外，由于微弧氧化處理可在不同的活潑輕金屬合金上生成一層厚的而結合良好的陶瓷層，所以它具有廣泛的用途。微弧氧化陶瓷層適用于需要非常厚的陶瓷層的場合；微弧氧化技術可有效氧化那些傳統(tǒng)陽極化難于處理的材料(如鎂合金、較高硅含量的鑄鋁合金)；由于微弧氧化陶瓷層對涂料具有優(yōu)良的親和力，所以該陶瓷層可以被用作涂層過渡層；陶瓷層的耐熱性能決定了微弧氧化可用于太空船和火箭外殼的表面處理，同時微弧氧化陶瓷層優(yōu)良的絕緣性能預示著它可用作電絕緣體[17]。（6）微弧氧化技術工藝處理能力強，課通過改變工藝參數獲取具有不同特性的氧化膜層以滿足不同需求；也可通過改變或調解電解液的成分使膜層具有某種特性或呈現不同顏色；還可采用不同的電解液對同一工件進行多次微弧氧化處理，以獲取具有多層不同性質的陶瓷氧化膜層[16]。（4）膜層與基底金屬結合力強，并具有良好的耐磨和耐熱沖擊等性能。這從根本上克服了鋁合金材料在應用中的缺點，因此該技術有廣闊的應用前景。（2）良好的耐磨損性能，好的耐熱性。疏松層晶粒粗大，并存在許多孔洞，孔洞周圍又有許多微裂縫向內擴展，形成另一過渡層與致密層緊密結合。通過掃描電子顯微鏡對微弧氧化陶瓷層觀察，發(fā)現它由致密層和疏松層構成，陶瓷層與基體金屬完全燒結成一體，結合緊密。溫度過高不利于完整陶瓷層的形成，同時也會由于電解液的汽化而使電解液損耗嚴重[14]。微弧氧化中火花或弧光的出現表明在材料表面創(chuàng)造了瞬間的高溫微區(qū)，隨著火花的熄滅，熱量將由周圍的溶液吸收，該區(qū)域的溫度迅速下降，陶瓷氧化物就是在這個溫度的大幅變化中形卜成。致密層硬度和絕緣電阻均很大。在過渡層中，基體金屬與陶瓷層已燒結成為一個整體。A123和A123，同時含有少量的其它晶型氧化鋁及非晶型相。資料表明[13]，鋁合金微弧氧化陶瓷層與常規(guī)氧化膜一樣，也是由致密層和疏松層組成。2小時后，向外生長厚度a值趨于穩(wěn)定，即試樣尺寸不再增加。氧化前后材料外形尺寸及材料內部組織都有所變化。由于鋁質材料存在質軟、易磨損、易損傷等弱點，人們在鋁中添加合金元素形成鋁合金，主要是為了提高鋁的強度和硬度，并且通過微弧氧化技術在鋁合金表面生成的陶瓷膜對基體合金有一定的保護作用，使其性能得到很大的提高。 鋁合金微弧氧化陶瓷層的生長規(guī)律鋁在自然界分布很廣，幾乎占地殼全部金屬的三分之一，在有色金屬中是產量最大的一種。然而，如果試驗過程中試驗參數控制不當，就會出現生成的陶瓷層溶解、崩裂現象。由于滲透氧化，氧化層與基體之間存在著相當厚的過渡區(qū)，因此使氧化膜與基體呈牢固的冶金結合，不易脫落。微弧氧化的另一個特點是產生滲透氧化，即氧離子可以滲透到基體中并與金屬或合金反應。每個弧點存在時間很短，但微等離子體區(qū)瞬間溫度非常高(Van等認為其溫度超過2000℃，Timoshenko等計算出其溫度可達8000K)，并形成局部高壓，由等離子體產生的氧化物高溫熔融和重組，在此區(qū)域內存在熔融甚至氣化的Al2O3和Al，并與溶液發(fā)生反應，熔融物激冷形成Al23，γAl23等各種相。然而，微等離子體現象仍然存在，氧化并未終止。但隨著時間的推移，不斷增加電壓，就會觀察到紅色的弧光不斷向深層移動，即氧化進一步向深層滲透。第三階段：隨著電壓的升高，材料表面的白色弧光逐漸變紅，并逐漸增多，最后占據材料的全部表面。其主要過程可歸納為[10]：第一階段：樣品放入電解液中，通電后材料表面有大量氣泡產生，金屬光澤逐漸消失，首先生成一層帶電絕緣特性的Al23氧化膜，與傳統(tǒng)陽極氧化的初級階段類似。陽極氧化在法拉第區(qū)進行，將金屬陽極上的電壓升高，金屬陽極氧化的電流隨之升高，當升高到一定電壓進入電火花放電區(qū)時，金屬陽極表面會出現電暈、輝光及電火花放電現象，發(fā)生微區(qū)的高溫高壓等離子體放電[89]。微弧氧化工藝是在陽極氧化工藝基礎上發(fā)展而來。 微弧氧化技術所涉及的基礎理論主要有以下幾個方面內容：微弧氧化條件下，空間電荷在氧化物基體中的運動規(guī)律；氧化物孔隙中的氣體放電規(guī)律；膜層材料的局部熔化和凝固規(guī)律；膠體微粒的傳輸與沉積規(guī)律；帶負電粒子遷移進入放電通道的規(guī)律等。應運領域舉例所用性能航空、航天、機械 軸、氣動元件、密封環(huán)耐磨性石油、醫(yī)療管道、閥門、Ti合金人工關節(jié)耐蝕、耐磨性紡織、機