磁场辅助微弧氧化技术显著提升AZ31镁合金耐腐蚀性能

【编辑推荐】本研究创新性地将可控磁场引入微弧氧化（MAO）工艺，通过磁流体动力学（MHD）效应优化电解液传质过程，使AZ31镁合金涂层孔隙率降低80%，极化电阻提升3个数量级。该技术为活性金属表面工程提供了新思路，对医疗器械植入物（如骨科固定材料）的耐蚀性改良具有重要价值。

　　

Highlight

实验结果表明，施加磁场对MAO涂层的微观结构和功能特性产生显著影响。随着磁场强度增加，涂层呈现渐进致密化趋势，耐腐蚀性和机械性能同步提升。

Discussion

图15展示了磁场调控下的微弧氧化生长动力学机制。在传统MAO过程中，等离子体放电产生的电子随机运动导致涂层不均匀。而磁场诱导电解液中电子产生螺旋运动，有效约束其运动轨迹，提升等离子体空间分布均匀性。此外，磁场通过洛伦兹力驱动电解液对流，促进离子向基底的定向传输。这种协同效应最终形成致密均匀的Mg₃(PO₄)₂/MgO复合涂层。

Conclusions

通过磁场辅助MAO工艺，在AZ31镁合金表面成功制备出致密氧化膜。该技术突破传统电解液传质限制，使腐蚀电流密度显著降低，氢析出速率减少80%，为医用可降解镁合金器械（如骨钉、血管支架）的长期稳定性提供了创新解决方案。