钴含量对WC-Co基体上TiAlN与AlTiN/TiSiN涂层结合力的影响机制研究

本文创新性地将脉冲激光诱导等离子体处理与微弧氧化(MAO)技术结合，显著提升了6061型铝合金在弱碱性电解液(Na2SiO3/(NaPO3)6)中的α-/γ-Al2O3氧化层生成效率。该技术通过瞬态高温高压等离子反应区，使腐蚀电流密度降低6个数量级，电荷转移电阻提升4个数量级，接触角>100°，为海洋工程铝合金防腐提供了绿色高效的解决方案。

　　

Highlight

本研究突破性地开发了脉冲激光诱导等离子体辅助微弧氧化(MAO)技术，在6061铝合金表面构建了兼具超强耐蚀性与机械稳定性的智能防护体系。

材料与方法

实验采用30×15×10 mm³的6061铝合金基体（河南明泰铝业），在含Na₂SiO₃/Na₂B₄O₇/(NaPO₃)₆的弱碱性电解液中，通过纳秒脉冲激光（波长1064 nm，能量密度15 J/cm²）触发等离子体反应，同步实现微弧放电强化与纳米结构构筑。

电化学腐蚀特性分析

极化曲线显示：处理后的样品腐蚀电位(E_corr)正移0.48 V，腐蚀电流密度(I_corr)降至1.26×10^-8 A/cm²，电荷转移阻抗提升4个数量级。XRD证实氧化层中α-/γ-Al₂O₃晶相占比达83.6%，显著优于传统MAO工艺。

结论

脉冲激光诱导的瞬态等离子体反应区（温度>3000 K，压力>5 MPa）使MAO过程能耗降低62%，所得氧化层孔隙率<2%，维氏硬度达1250 HV，为船舶用铝合金构件提供了革命性的防腐解决方案。