李 德，张立华，文 康，王旭成

(中南大学 机电工程学院，长沙 410083)

在微弧氧化反应过程中添加合适的添加剂可以改善膜层综合性能，根据添加剂性质可以将其分为可溶性添加剂和不可溶性颗粒添加剂[10]。可溶性添加剂的代表有可溶性盐及有机物，如K2ZrF6、乙醇、丙三醇(甘油)等，这一类添加剂的主要作用是改变微弧氧化反应的起弧电压及电火花的放电过程，从而达到改善膜层致密性、硬度、结合力、耐腐蚀性等性能的作用[11-12]。不可溶性颗粒添加剂常见的有纳米SiC、ZrO2、ZnO颗粒等，主要作用是在反应过程中填补膜层微孔，改善膜层致密性，在氧化反应中生成新的物质，改善膜层耐磨及抗腐蚀的能力[13-14]。然而，目前对NaSiO3-(NaPO3)6-C3H8O3-KOH-K2ZrF6、NaSiO3-(NaPO3)6-C3H8O3-KOH、和NaSiO3-(NaPO3)6-C3H8O3-K2ZrF6电解液体系研究的较少，并且对TC4钛合金的微弧氧化研究也比较少，因此，本文以硅酸钠、磷酸钠为主盐，甘油为辅助添加剂，通过向电解液中添加KOH和K2ZrF6，来探究其对钛合金微弧氧化膜层形貌及性能的影响。

1 试 验

1.1 微弧氧化膜层制备

选用铸造TC4钛合金超声辐射杆作为实验材料，尺寸为Φ45 mm×8 mm。TC4钛合金的前处理流程为：无水乙醇中浸泡10 min→水清洗干净→砂纸打磨至1200#→无水乙醇中洗净→丙酮中超声清洗→烘干备用。

KOH、丙三醇试剂、NaSiO3、(NaPO3)6、K2ZrF6均为分析纯。微弧氧化实验所用电源为T-MAO-B200型直流稳压电源(0～500 V)，试样作为阳极，不锈钢电解槽作为阴极，阳极和阴极表面积之比约为1∶10。

膜层制备步骤如下：1)将TC4钛合金试样用去离子水超声清洗30 s，取出后烘干，通过导线连接微弧氧化电源正极；2)根据实验计划，分别配制4种不同的电解液,其组成成分如表1所示；……