张煜林, 周小包, 李笑笑, 潘太军, 任延杰. 铜离子调控镁合金表面黑色MAO膜形成机制与耐蚀性能研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 10.11902/1005.4537.2026.203.
林 张, 包 周, 笑 李, 潘 军, 杰 任. Formation Mechanism and Corrosion Resistance of copper-Ion-Regulated Black MAO Films on Magnesium Alloy Surfaces[J]. Journal of Chinese Society for Corrosion and protection, 0, (): 0-.

摘要 相关文章 Metrics 全文: PDF(2143 KB)   摘要: 本研究探索了硅酸盐电解液体系中硫酸铜浓度变化对AZ91镁合金微弧氧化（MAO）后表面原位生成不同颜色陶瓷涂层的影响，明确了铜离子对镁合金MAO膜微观结构与耐蚀性能的影响规律。结合MAO电参数变化与微观结构演变过程的综合分析，澄清了有色MAO膜的形成机理及其在人体模拟体液中耐腐蚀机制。结果表明，适量铜离子可促进MAO放电过程，缩短电压峰值的到达时间，加速电流衰减，进而提高MAO成膜效率。尤其当铜离子浓度为2.5 g/L时，所制得的MAO层结构最致密、疏水性能最优，腐蚀电流密度最低，耐腐蚀性最佳。本研究系统阐明了铜离子变化对MAO放电行为、膜层致密化及黑色MAO膜形成之间的协同调控机制，为镁合金表面功能化MAO膜的制备提供理论依据。 关键词 ： 镁合金,  微弧氧化,  硫酸铜,  黑色MAO膜,  模拟体液     Abstract：This study systematically investigated the influence of copper sulfate concentration in a silicate-based electrolyte on the in-situ formation of colored ceramic coatings on AZ91 magnesium alloy by micro-arc oxidation (MAO). The effects of copper ions on the microstructure and corrosion resistance of the MAO coatings were evaluated. By correlating the evolution of electrical parameters with the microstructural evolution during the MAO process, the formation mechanism of the colorful MAO coatings and their corrosion resistance mechanism in simulated body fluid (SBF) were elucidated. The results showed that an appropriate concentration of copper ions effectively promoted the MAO discharge process, shortened the time to reach the voltage peak, accelerated current decay, and thus improved the coating formation efficiency. When the copper sulfate concentration was 2.5 g/L, the resulting MAO coating exhibited the most compact microstructure, the highest hydrophobicity, the lowest corrosion current density, and consequently the best corrosion resistance. This work systematically revealed the synergistic regulatory mechanism by which varying copper ion concentrations govern the MAO discharge behavior, layer densification, and the formation of black MAO films, providing a theoretical basis for the design and fabrication of functionally tailored MAO coatings on magnesium alloy surfaces. Key words： magnesium alloy    micro-arc oxidation    copper sulfate    black MAO coating    simulated body fluid 收稿日期: 2026-07-13      基金资助:浙江省自然科学基金白马湖实验室联合基金资助项目(LBMHZ26E060008) 服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 张煜林 周小包 李笑笑 潘太军 任延杰 44.8K 链接本文: https://www.jcscp.org/CN/10.11902/1005.4537.2026.203      或      https://www.jcscp.org/CN/Y0/V/I/0 [1] 张晓晨, 杨闯, 姜旭, 陈永生, 赵佳祥, 赵阳, 周鹏, 张涛, 王福会. 镁合金的一种致密微弧氧化涂层工艺及性能的研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2026, 46(4): 1218-1226. [2] 张云, 张宇鹏, 董泽华, 张欣欣. 再生镁合金表面微弧氧化/水滑石复合膜层的一步法制备及其耐蚀性能研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2026, 46(2): 441-449. [3] 施艳, 饶智航, 缪程平, 张洋, 陈赵扬, 屠晓华, 李加友, 褚有群. 铜封端负载8-HQ埃洛石纳米管镁合金微弧氧化自修复涂层的制备及耐蚀性能[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2026, 46(2): 511-522. [4] 许诗源, 孟鑫, 杨亚璋, 刘辰, 张昭, 方晓祖. 腐蚀形貌对镁合金电化学阻抗谱特征的影响研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2025, 45(6): 1589-1598. [5] 何江海, 杨子钰, 刘琦, 马子骅, 何伟, 陈飞. 在电解液中添加陶瓷颗粒对钛合金表面微弧氧化膜层改性的研究进展[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2025, 45(5): 1175-1186. [6] 蔡科涛, 季磊, 张震, 冯强, 邓伟林, 兰贵红, 何莎, 赵占勇, 白培康. Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金在NaCl和Na2SO4 溶液中腐蚀行为研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2025, 45(5): 1289-1299. [7] 翟亚如, 熊金平, 赵景茂. 3.5%NaCl溶液中硝基巴比妥酸对AZ31B与AZ91D镁合金腐蚀的缓蚀作用及机理研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2025, 45(4): 916-926. [8] 张珊珊, 刘元才, 徐铁伟, 杨发展. 成型方向及热处理对选区激光熔化Ti6Al4V合金腐蚀性能的影响[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2025, 45(4): 995-1004. [9] 魏然, 蒋全通, 孙琛, 王伟伟, 段继周, 侯保荣. 镁合金在海洋环境中的腐蚀与防护研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2025, 45(3): 533-547. [10] 张超, 陈俊航, 邹士文, 张欢, 李曌亮, 肖葵. Mg-Gd-Y-Zr合金在模拟沿海贮存环境下的腐蚀行为与机理研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2025, 45(3): 731-738. [11] 魏珂正, 蒋文龙, 龚奕维, 裘欣, 丁汉林, 项重辰, 王子健. 时效时间对锻态AZ80镁合金第二相析出及柱面取向表面腐蚀性能的影响[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2024, 44(6): 1557-1565. [12] 尹洁, 高永浩, 易芳. Ag微合金化对Mg-Zn-Ca合金微观组织及腐蚀行为的影响[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2024, 44(5): 1274-1284. [13] 吴洋, 安易强, 王力伟, 崔中雨. 镁铝合金在模拟低温条件下大气腐蚀行为研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2024, 44(4): 1001-1010. [14] 朱慧文, 郑黎, 张昊, 于宝义, 崔志博. Be对WE43镁合金高温氧化行为及阻燃性的影响[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2024, 44(4): 1022-1028. [15] 田梦真, 王勇, 李涛, 汪川, 郭泉忠, 郭建喜. 电参数对AZ31B镁合金微弧氧化膜能耗及耐蚀性的影响[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2024, 44(4): 1064-1072. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed