1、為了探究鎂合金微弧氧化陶瓷層制備工藝、力學(xué)性能及膜/基的結(jié)合性能，本課題主要研究了不同電解液體系對(duì)鎂合金微弧氧化陶瓷層性能的影響，其中在磷酸鈉體系中重點(diǎn)研究了Na3P04、NaOH、(NaP03)6和KF對(duì)微弧氧化參量(起弧電壓、穩(wěn)定電壓)和陶瓷層性能(厚度、硬度、粗糙度、組織形貌、相結(jié)構(gòu)、相組成)的影響規(guī)律。得到了制備性能優(yōu)良陶瓷層的最佳電解液方案，獲得了陶瓷層在力學(xué)及膜/基結(jié)合性能上的一些規(guī)律性資料。主要研究結(jié)果如下：
　　1

2、、不同的電解液體系對(duì)陶瓷層性能的影響
　　(1)隨著氧化時(shí)間不斷延長(zhǎng)，陶瓷層厚度不斷增厚。試驗(yàn)結(jié)果表明：在相同時(shí)間內(nèi)磷酸鈉電解液體系中制備的陶瓷層硬度最大，偏鋁酸鈉體系次之，硅酸鈉體系最小。
　　(2)在Na3PO4、NaAlO2、Na2SiO3體系中經(jīng)微弧氧化后，Mg合金材料表面耐腐蝕性分別提高了12.09倍、5.41倍、2.67倍。研究表明：Na3PO4為主成膜劑的電解液中生成的陶瓷層耐腐蝕性能最好。
　　2、Na

3、3PO4體系中電解液成分對(duì)陶瓷層性能的影響
　　(1)隨著Na3P04濃度的增加，陶瓷層的增長(zhǎng)速率呈先增后減趨勢(shì)，當(dāng)Na3P04濃度為15g/L時(shí)最有利于陶瓷層的生長(zhǎng)。
　　(2)隨著NaOH濃度的增加，起弧電壓和工作電壓均隨之降低。研究表明：當(dāng)NaOH濃度為1.5g/L時(shí)，生成的陶瓷層性能最好。隨著NaOH濃度的增加，陶瓷層厚度隨之減小，硬度隨之增加。
　　(3)隨著(NaP03)6濃度的增加，陶瓷層中MgO的相對(duì)含

4、量增加、厚度隨之增加、硬度呈先增后減趨勢(shì)。試驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)(NaP03)6濃度為8g/L時(shí)，所制備的陶瓷層硬度最高。
　　(4)通過(guò)對(duì)磷酸鈉體系電解液成分的研究，得出了最佳的電解液配比方案：Na3P04(15g/L)+NaOH(1.5g/L)+(NaPO3)6(8g/L)+KF(10g/L)。陶瓷層由疏松層和致密層組成，主要含有Mg、MgO和Mg3(PO4)2相。
　　3、基體和陶瓷層的力學(xué)性能
　　(1)采用拉伸法測(cè)

5、量鎂合金基體的彈性模量，可得鎂合金彈性模量E=50.6GPa，泊松比ν=0.3。采用三點(diǎn)彎曲法測(cè)量陶瓷層的彈性模量，可得微弧氧化陶瓷層彈性模量E=127.4GPa,泊松比ν=0.3。
　　(2)研究了厚度在20-60μm之間陶瓷層彈性模量與厚度、顯微硬度之間的關(guān)系，試驗(yàn)表明：陶瓷層的彈性模量隨著陶瓷層厚度、顯微硬度的增加均呈增大趨勢(shì)。
　　4、膜/基結(jié)合性能研究及有限元模擬
　　(1)劃痕過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)出現(xiàn)三次突變，

6、第一次突變?cè)驗(yàn)閯澓鄢跗谔沾蓪娱g有微小的裂紋引起；第二次突變是因?yàn)閯澓圻^(guò)程中壓頭附近的膜層開(kāi)裂和微小剝落所致；第三次突變是由于壓頭和基體接觸，此時(shí)膜層出現(xiàn)大面積的崩落和破碎。
　　(2)隨著陶瓷層厚度增大，臨界載荷先增大后減小，略呈現(xiàn)開(kāi)口向下的拋物線(xiàn)規(guī)律。當(dāng)陶瓷層厚度達(dá)到40μm時(shí)，臨界載荷趨近于55N。
　　(3)通過(guò)ABAQUS軟件模擬陶瓷層厚度在10-30μm之間膜/基結(jié)合力，可以發(fā)現(xiàn)：在橫向位移下，隨著陶瓷層厚度的增