激光诱导氧化辅助原位制备铜合金等离子电解氧化涂层的性能研究

本研究创新性地采用激光诱导氧化（LIO）预处理结合等离子电解氧化（PEO）技术，在非阀金属CuCrZr合金表面成功制备致密陶瓷涂层。通过高速成像、XPS等表征手段证实，LIO生成的Cu2O层可降低击穿电压（breakdown voltage），促进软火花放电（soft-spark discharges），使涂层耐磨性提升5倍，600℃氧化20小时后质量损失仅2.4%，为铜合金表面改性提供了新策略。

　　

Highlight亮点

• 激光诱导氧化（LIO）在CuCrZr合金表面形成均匀Cu₂O层，功能类似阀金属原生氧化膜

• LIO预处理使击穿电压降低，促进软火花放电（soft-spark discharges）启动

• LIO-PEO涂层耐磨性较基体提升5倍，优于传统PEO处理

• 600℃氧化20小时后，质量损失仅2.4%（基体3.2%，传统PEO4.2%）

Morphology and microstructure of the LIO sample激光诱导氧化样品的形貌与微观结构

通过激光共聚焦显微镜三维形貌分析显示，LIO处理样品平均表面粗糙度Sa=2.71μm（图2a-b）。X射线光电子能谱（XPS）证实表面主要成分为Cu₂O，该氧化物层作为"人工阀层"有效调控后续PEO过程的放电行为。

Conclusions结论

1. 1.

   LIO生成的Cu₂O层使非阀金属CuCrZr合金具备类似阀金属的PEO加工特性

2. 2.

   LIO-PEO涂层展现出卓越的耐磨性（wear resistance）和高温抗氧化性（high-temperature oxidation resistance）

3. 3.

   该技术为铜合金表面陶瓷化提供了高效、低能耗的解决方案