【項目簡介】

微弧氧化(Microarc oxidation，MAO)是通過電解液與相應(yīng)電參數(shù)的組合，在鋁、鎂、鈦及其合金表面依靠弧光放電產(chǎn)生的瞬時高溫高壓作用，生長出以基體金屬氧化物和電解液化合物為主要成分的陶瓷質(zhì)膜層。此外，通過控制合適的電解液和電參數(shù)等工藝條件，在鋼、銅、釹鐵硼等金屬表面也可實現(xiàn)微弧氧化反應(yīng)制備得到氧化物陶瓷膜。

我們主要致力于針對航空航天和國防裝備等高技術(shù)領(lǐng)域極端/苛刻服役工況下應(yīng)用時微弧氧化膜面臨的關(guān)鍵問題，開展微弧氧化膜的設(shè)計制備、性能評價以及損傷/失效機(jī)理研究，開發(fā)滿足表面防護(hù)及功能需求的高性能微弧氧化膜制備工藝與技術(shù)，顯著提高基材表面性能，實現(xiàn)工程應(yīng)用。主要研究成果有：

a）耐磨自潤滑微弧氧化膜：系統(tǒng)掌握了微弧氧化膜的生長機(jī)制規(guī)律，通過電解液配方設(shè)計、電參數(shù)調(diào)控及復(fù)合處理等手段，可對氧化膜結(jié)構(gòu)、成分等特性進(jìn)行大范圍的調(diào)控，在鋁合金、鈦合金表面制備具有高硬度及與基材強(qiáng)結(jié)合特性的微弧氧化陶瓷膜，賦予其優(yōu)異的耐磨及自潤滑性能。

b）抗熱沖擊微弧氧化膜：掌握了與高溫?zé)釠_擊應(yīng)用場合密切相關(guān)的氧化膜成分、孔隙率、膜層/基材結(jié)合強(qiáng)度等特性的可控制備工藝，在鋁合金、鈦合金及碳鋼表面制備了具有熱導(dǎo)率低、耐熱性能高、抗熱沖擊好等優(yōu)異熱性能的微弧氧化膜，有效提高鋁、鎂、鈦合金以及鋼制部件的工作溫度。

c）原位著色熱控微弧氧化膜：針對航空航天領(lǐng)域輕合金表面高吸收和低吸收熱控涂層的應(yīng)用需求，我們研發(fā)了獨特的黑色和白色微弧氧化原位著色熱控涂層制備工藝，涂層具有優(yōu)異的熱控性能，還具有色澤均勻、穩(wěn)定性好的特點（遠(yuǎn)優(yōu)于陽極氧化熱控涂層的穩(wěn)定性）。

d）長效防腐蝕微弧氧化膜：通過合理的結(jié)構(gòu)和組分設(shè)計，在鋁、鎂合金表面制備長效防腐蝕微弧氧化膜，并顯著改善鋁/鎂合金連接件的電偶腐蝕性能；研發(fā)了微弧氧化膜專用高效緩蝕型封孔劑，對氧化膜進(jìn)行封孔后處理，進(jìn)一步提高耐蝕性能2~3倍。此外，研發(fā)了在酸性環(huán)境中具有優(yōu)異耐腐蝕性能的氧化膜制備工藝，賦予鋁、鎂合金優(yōu)異的耐酸腐蝕性能。

【技術(shù)指標(biāo)】

a）耐磨自潤滑微弧氧化膜：鋁合金微弧氧化膜硬度900~2000HV，鈦合金微弧氧化膜硬度500~1200HV，干摩擦條件下的摩擦系數(shù)0.15~0.8；

b）抗熱沖擊微弧氧化膜：鋁合金和鈦合金微弧氧化膜分別經(jīng)1600次（20℃?450℃）和200次熱震試驗（20℃?650℃）不脫落；

c）原位著色熱控微弧氧化膜：黑色熱控涂層太陽吸收率αs可達(dá)0.95（與國內(nèi)外類似涂層指標(biāo)相當(dāng)），白色熱控涂層太陽吸收率αs不大于0.3，最低可0.2（國內(nèi)最優(yōu)為0.24，國外最優(yōu)為0.38）；

d）長效防腐蝕微弧氧化膜：鋁合金和鎂合金微弧氧化膜耐中性鹽霧>1000h和500h，封孔后處理耐中性鹽霧>3000h和1000h，鋁合金微弧氧化膜耐酸性鹽霧>1000h。