镁合金在微弧氧化过程中容易出现局部烧蚀,不仅影响陶瓷层的生长,而且有可能对样品造成损伤;另外,在长期使用过程中,镁合金微弧氧化处理中,常用的硅酸盐系电解液会出现失效现象。基于此,本文在硅酸盐系电解液中分别加入丙三醇、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)和柠檬酸钠,研究这三种添加剂对微弧氧化行为的影响;通过周期处理面积法,探究硅酸盐系电解液的衰变对微弧氧化行为和陶瓷层性能的影响,研究电解液在衰变过程中各离子浓度的变化规律,分析沉淀物的成分,探究电解液失效机制。实验采用XRD、SEM、EDS对不同添加剂制备的陶瓷层以及失效电解液制备的陶瓷层的相结构、微观形貌及化学成分进行表征;通过电化学工作站研究添加剂种类对陶瓷层耐蚀性能的影响;在对衰变过程中离子浓度检测时,采用酸碱滴定法和pH计直接测量法测量电解液中氢氧根离子的浓度,采用滴定法测量电解液中硅酸根离子的浓度,运用分光光度计测定电解液中氟离子浓度,并通过XRD和EDS对电解液沉淀物的相组成和化学成分进行表征。实验结果表明,丙三醇、EDTA-2Na和柠檬酸钠这三种添加剂均能有效延长稳定氧化时间,当丙三醇的浓度为4.0 mL/L时,稳定氧化时间最长至24.98 min。在微弧氧化过程中,镁合金陶瓷层主要由MgO、Mg2SiO4等相组成,三种添加剂丙三醇、EDTA-2Na和柠檬酸钠,不改变陶瓷层的相组成,但都使陶瓷层中MgO相对含量增加,且EDTA-2Na和柠檬酸钠的螯合能力,在微弧氧化时会使陶瓷层的“骨架”结构疏松,降低耐蚀性。电解液中分别加入三种添加剂后,微弧氧化陶瓷层在3.5%的NaCl水溶液中的自腐蚀电位均发生正移,耐蚀性有了不同程度的提高,其中丙三醇作为添加剂时陶瓷层的耐蚀性最佳,自腐蚀电位为-1.119 V。硅酸盐系电解液在使用的过程中,随着处理面积的增加,电解液中沉淀物增加,陶瓷层厚度减小,耐蚀性降低。电解液失效后,微弧氧化时不能在镁合金表面形成陶瓷层,膜层表面由反应物或其他物质堆积而成,结构疏松。溶液中硅酸根离子、氢氧根离子和氟离子的浓度均随着处理面积的增加而降低,其中硅酸根离子浓度降低的幅度最大。电解液中的沉淀物主要由进入电解液中的镁离子与氢氧根离子、硅酸根离子和氟离子反应生成。在微弧氧化时,沉淀物及胶体的大量生成,消耗电解液中大量的离子,同时沉淀物吸附在放电通道中,阻碍离子迁移,抑制氧化镁等物质生成,导致电解液失效。