微弧氧化是目前被认为对纯镁表面处理较好的方法,为了较好地控制其成膜结构和工艺,需要对其成膜过程进行系统分析。本文在锆盐体系电解液中,通过改变电压和时间,研究了微弧氧化膜层形成过程。结果表明:当电压为90 V-100 V时试样表面部分区域被腐蚀,生成腐蚀产物,腐蚀面积比例约为23%-27%;110 V-130 V电压处理时,网状氧化物所占面积随电压升高而增加,氧化面积比例增大到80%左右;电压大于140 V处理后,氧化物基本覆盖整个基体表面,氧化面积基本稳定在88%-95%左右。膜层表面扫描电子显微分析表明,90 V-100 V电压处理后,基体部分薄弱区域被腐蚀,腐蚀区域凹陷且不平整,腐蚀产物呈颗粒状;110 V-130 V电压处理后,试样表面逐渐开始有凸于基体表面的颗粒状沉积物,形成腐蚀产物与沉积物共存的形貌,且随电压升高沉积物的量所占比例随之提高;140 V-160 V电压处理后膜层表面开始出现少量微孔形貌,且随电压升高微孔越来越明显;170 V-180 V电压处理后,可见典型的微弧氧化火山口形貌。膜层表面元素分析表明,电压为140 V-180 V时氟元素相对含量明显高于90 V-130 V时,说明电压在130 V升至140 V时,氟元素在成膜过程中的作用显著增大;锆元素在电压为130 V时开始出现,电压大于140 V后含量逐渐增加,说明锆元素可能在电压高于130 V后开始参与成膜。膜层截面微观形貌分析表明,随电压升高,膜层厚度增加,膜层与基体结合逐渐牢固,膜层更加致密,150 V电压处理试样截面出现微孔,170 V电压处理试样截面微孔数量增加、孔径增大。膜层截面元素分析表明,靠近基体区域有氟元素的富集;通过分析镁元素含量近似线性变化的区域,可知,随电压升高,过渡层厚度逐渐增加。按电压变化,本文将纯镁微弧氧化膜层形成过程分为四个阶段:第一阶段(90 V-100V)为腐蚀阶段,第二阶段(110 V-130 V)为阳极沉积阶段,第三阶段(140 V-160 V)为微孔形成阶段,第四阶段(170 V-180 V)为均匀成膜阶段。