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在Na2SiO3·9H2O-(NaPO3)6-NaOH混合电解液中,采用直流脉冲电源制备微弧氧化(MAO)膜。电参数:正向电流密度15 A/dm2(负向为0),频率500 Hz,占空比1:1。在不同浓度和粒径的HBN颗粒及CeO2、Nd2O3稀土颗粒的电解液中,制备微弧氧化复合膜。研究了击穿过程的火花放电现象,包括火花颜色、尺寸变化及持续时间等表面状态;分析软火花放电击穿对膜表面粗糙度、膜厚等特征以及摩擦性能、耐腐蚀性能的影响;表征微弧氧化过程能量损耗,氧化膜的特征、内部结构、耐磨及耐蚀性能,HBN和CeO2、Nd2O3稀土颗粒复合对氧化膜的影响。研究结果表明:微弧氧化过程火花由白变黄,尺寸增大,放电持续时间不断增大;氧化能耗前、中期增长较快,几乎呈线性增长,后期能耗增长极缓。均匀放电击穿过程对氧化膜表面具有整平作用,尤其是放电前期的软火花击穿阶段。相比于阳极氧化(AO)膜,软火花放电击穿后氧化膜耐磨性能及耐蚀性能均有大幅提升,比磨损率和自腐蚀电流密度分别减小约72.9%、50.3%;且随氧化时间增加氧化膜性能提升趋势减缓,较AO膜各降低91.7%、84.1%。微弧氧化复合HBN和稀土颗粒过程整体能耗均有约50100 kJ的增长,颗粒复合加速膜层的放电击穿,使电压分别提前约67s、205s到达击穿电压,延长软火花放电击穿阶段,改善膜层质量。氧化膜膜厚及表面粗糙度随氧化时间增长,后期增长停滞;复合HBN和稀土颗粒后氧化膜表面粗糙度有较明显的增长,HBN对氧化膜膜厚有促进增长的作用,CeO2和Nd2O3则反之。复合HBN和稀土颗粒的氧化膜致密度较未复合的更高,氧化40 min,电解液5 g/L Nd2O3+5 g/L CeO2颗粒浓度下制备的氧化膜致密度较未复合颗粒的增幅可达35.76%;膜层结合力仅有约5.27%11.15%的小幅增长,但通过划痕测试复合膜内部结构的均匀性有较大改善。通过膜层SEM、EDS显微观察发现,HBN颗粒复合氧化膜颗粒较多的沉积在氧化膜表面及近表层,XRD物相分析时发现内部只有少量的BN相被发现;CeO2和Nd2O3颗粒可在表面较多的熔融、颗粒沉积,在发生表层熔融的同时也能较多的进入膜层,也起到填充孔隙的作用,通过EDS和XRD也可分别捕捉到大量Ce和Nd元素及第二相颗粒。HBN和稀土颗粒复合膜在摩擦行为及抗腐蚀性能上的提升也更为突出。两种颗粒复合膜在摩擦系数、比磨损率上出现一致的下降趋势,可分别减小13.8%、28.6%和40.2%、86.4%;磨粒磨损更少,磨损较未复合的更为轻微,均体现出更好的耐磨性能。通过Tafel曲线对氧化膜自腐蚀电流密度、电位进行计算,两种复合膜的自腐蚀电流密度较未复合的分别下降至少80.55%、51.4%,甚至可降低近1个数量级。对两种颗粒复合膜作人工海水浸泡实验和盐雾试验发现,相比基体与未复合颗粒氧化膜的腐蚀情况,HBN复合膜试样1800 h人工海水浸泡后表面腐蚀形貌有较大的改善;经两种腐蚀试验的稀土复合膜表面除了更轻微的腐蚀现象外,腐蚀增重较未复合颗粒的氧化膜试样分别减小77.1%、64.1%且增重曲线增长平缓,体现了更优异的耐海水侵蚀和耐盐雾腐蚀的性能。