AZ31B与AC84镁合金微弧氧化涂层形成对比研究：β-Al-Ca相的关键作用与腐蚀性能调控

本综述系统探讨了镁合金微弧氧化（MAO）涂层形成机制，重点分析AZ31B与AC84合金中β相（β-Al-Ca）对放电行为、涂层生长及耐腐蚀性的差异化影响。研究揭示β相电导率引发的局部放电效应（150?V）与高电压下Mg-Ca硅酸盐/氧化物稳定相（≥200?V）的协同作用，为镁合金表面防护设计提供关键理论依据。

　　

Highlight

恒定电流模式下的MAO行为

图1(a)展示了两类合金在恒定电流MAO过程中的电压-时间曲线。如图所示，两者均呈现典型的三阶段电压演化模式：阶段I为电压快速上升期，类似传统阳极氧化[41]；阶段II起始于电压达到击穿电位，触发局部放电并导致反复微击穿与再钝化；阶段III标志着稳定放电与涂层持续生长。

讨论

AC84合金中的β相在MAO过程中对涂层行为具有关键影响。恒定电流实验表明，AC84的电压上升速率在200?V左右开始减缓，且终止电压低于AZ31B，暗示放电演化与涂层形成动力学存在差异。通过恒定电压MAO处理进一步发现，β相主动参与涂层过程——而非仅作为惰性基底。

结论

1. 1.
   AZ31B与AC84在恒定电流条件下展现截然不同的MAO行为。AC84的终止电压较低，且电压-时间曲线在~200?V开始分化，表明因其微观结构差异导致的放电动力学与涂层生长机制不同。
2. 2.
   AC84中的β-Al-Ca相因更高电导率在低电压（~150?V）促进局部放电，导致涂层较AZ31B更薄且不均匀，但高电压（≥200?V）下形成稳定的Mg-Ca硅酸盐/氧化物相，显著提升耐腐蚀性。
3. 3.
   MAO前选择性去除表面β相可改善AC84涂层均匀性与厚度，使其特性接近AZ31B，证明β相分布与阳极氧化电压对MAO涂层演化与性能具有显著调控作用。