铝艺护栏微弧氧化的过程分析

　　在铝艺护栏微弧氧化过程中，样品放入电解液中，通电后材料表面具有显明的阶段性。微弧氧化过程通常是由四个阶段组成：

　　阶段一:样品放入电解液中，通电后材料表面有大量气泡产生，金属光泽逐渐消失，先生成一层带电隔缘特性的Al2O3氧化膜，与传统阳极氧化的初级阶段类似。

　　阶段二:当电极间电压高过某一临界值时，初生的氧化膜被高压击穿，在表面形成大量的不稳定的白色等离子体微弧弧光，这是由于氧化膜某些部分被击穿，发生了微区弧光放电现象:在等离子体的作用下又形成了瞬时的高温高压微区造成氧化膜熔融，并且速度凝固形成多孔状氧化层。

　　阶段三:随着电压的升高，铝艺护栏材料表面的白色弧光逐渐变红，并逐渐增多，末后占据材料的整个表面。随着时间的增加，如不继续加电压，红色弧光会越来越少，直至末后消失。但随着时间的推移，不断增加电压，就会观察到红色的弧光不断向深层移动，即氧化进一步向深层渗入。一段时间后，内层可能再次形成较完整的Al2O2电隔缘层，随氧化膜的加厚，微等离子体造成的熔融氧化物凝固后可能在表面形成较完整的凝固结晶层，导电通道封闭，使红色弧斑减少直到消失。然而，微等离子体现象仍然存在，氧化并未终止。

　　阶段四:氧化、熔融、凝固的平稳阶段。铝艺护栏每个弧点存在时间很短，但微等离子体区瞬时温度相当高(an等认为其温度高过2000C0， Timoshenko等计算出其温度可达8000K)，并形成局部高压，由等离子体产生的氧化物高温熔融和重组，在此区域内存在熔融乃至气化的a-A1O3和Al，并与溶液发生反应，熔融物激冷形成qAl2O3，Y-A12O等各相。这也正是微弧氧化区别与其他硬质阳极氧化过程的特点所在，也使得涂层获得了达1600~3700HV的表面硬度以及较强的耐腐蚀性能。微弧氧化的另一个特点是产生渗入氧化，即氧离子可以渗入到基体中并与金属或合金反应。实验发现大约有70%的氧化层存在于铝合金基体中，因此样品外形尺寸变动不大。由于渗入氧化氧化层与基体之间存在着相当厚的过渡区，因此使氧化膜与基体呈牢靠的冶金结合不易脱落。

　　如果实验过程中各参数控制得当，能够生成质地坚硬且很均匀的铝艺护栏涂层，然而，如果试验过程中试验参数控制不当，就会出现生成的涂层溶解、崩裂现象，如何规避这些现象的产生，并根据性能要求优化电解液体系及匹配适宜的电参数等艺因素，仍须进一步进行研究。