径向疲劳试验，钛合金盐雾试验

钛合金是一种以钛为基加入适量其他合金元素组成的合金，耐海水腐蚀性能优异。它具有重量轻、比强度大、热稳定性好等优良的综合性能，广泛应用于航空、航天以及民用工业中。但美中不足的是钛合金的表面硬度较低、耐磨性及耐腐蚀较差，特别是钛合金与其它金属接触时很容易发生接触腐蚀，严重制约了其进一步应用，为此国内外先后对钛合金表面进行了改性研究，以提高其表面性能。传统的表面改性技术有阳极氧化、PVD／CVD、离子注入、热喷涂及热氧化法等。钛合金阳极氧化膜厚度一般小于1um，达到2～3um已属不易，而且硬度较低，因此有必要发展新的低成本高性能的涂层制备技术。微弧氧化这一高新技术综合地解决了上述难题。微弧氧化又称微等离子体氧化，是通过电解液与相应电参数的组合，在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用，生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层。 

微弧氧化的概况 

早在20世纪30年代初德国科学家A．Gunterschulze和H．Betz次报道了在高电场下浸在液体里的金属表面出现火花放电现象，火花对氧化膜具有破坏作用，在没有发现产生硬质层的条件下，做出了“为了得到高质量的涂层，就不应该用高于出现火花时的电压”的结论，但他们为火花阳极氧化奠定了初步的理论基础。这一观点一直延续到20世纪70年代，尽管少数学者对这一现象持保留观点，但始终没能彻底改变这个结论。1969年，前苏联科学家G．A．Markov在向铝及铝合金材料施加高于火花区电压时，突破性地获得了高质量的氧化膜，这种膜层具有很好的耐磨性和耐腐蚀性，他把这种在微电弧条件下通过氧化获得涂层的过程称为微弧氧化(Microarc Oxidation，MAO)。此后G．A．．Markov课题组进行大量基础性研究，并在此基础上进行了应用研究。期间美国、德国对此技术也进行广泛的研究，其中包括实际应用。从文献上看，美国、德国、前苏联三国基本上各自独立地发展这项技术，相互之间文献引用很少№’7J。这一技术在20世纪80年代开始在世界范围内进行广泛交流。进入20世纪90年代，美国、德国、俄国、日本等国都加快了该项技术的研究开发工作。从文献看，所用电源模式各异，但研究结果表明，使用交流电源，在铝、镁、钛等合金表面生长的氧化膜的性能好于直流电源，因此交流模式是当今微弧氧化技术的重要发展方向。从前苏联到的俄罗斯，在该项技术上的研究与开发应用一直处于地位，在机理上提出了自己的理论，并且已成功应用于许多工业领域，如航空、纺织、石油、交通等部门。 

其它国家如美国、德国等在该项技术上的研究及应用也有较高的水平。从20世纪90年代国内开始关注此项技术，主要有哈尔滨工业大学、北京师范大学、西安理工大学、哈尔滨环亚微弧技术有限公司和北京航空材料研究院等。其中北京师范大学低能核物理研究所在这方面的研究工作较为系统，他们对铝合金微弧氧化膜的制备过程、能量交换、膜的形貌结构以及应用等都做了有益的探讨。此外，湖南大学化工学院、北京矿冶研究总院、燕山大学材料与化工学院、青岛化工学院等离子体表面技术研究所等也对该技术进行了一定的研究。哈尔滨环亚微弧技术有限公司等研究单位已经由试验阶段转向小批量试生产。总体来讲，国外研究水平高于国内。另外，在美国、欧洲和以色列都有他们自己版本的微弧氧化技术，中国、日本和澳大利亚也加大力量研究开发微弧氧化技术，在北美已经有商业化的镁合金微弧氧化工艺，如Magoxid—Coat和Tagnite，近微弧氧化技术已扩展到锆和钛的阳极化，作为一项实用的高新技术，微弧氧化正引起科研院所和很多工业领域的极大注意。