一般來說,傳統(tǒng)的鎂合金微弧氧化膜首先在基體表面形成致密的內(nèi)層結(jié)構(gòu),隨著氧化過程的不斷增長,致密內(nèi)層的厚度不斷增長,逐漸形成松散多孔的外層結(jié)構(gòu)。此外,在微弧氧化的整個過程中,火花的放電直徑00μm以上是氧化膜外層松散層形成的原因之一。如果氧化膜可視為性能良好的電容器,充電電容器越大,介電擊穿的可能性就越大。
交變電壓可使電容器極板之間的絕緣介質(zhì)破壞成導(dǎo)體,釋放能量,形成沖擊放電。因此,如果致密膜在沖擊放電的持續(xù)作用下,膜層會產(chǎn)生局部缺陷,缺陷處的電容和電導(dǎo)率會顯著增加,導(dǎo)致局部微區(qū)放電集中,電流更大。因此,膜層更容易被介電擊穿和損壞。此外,如此大的殘余能量將集中在缺陷大的微區(qū)域或大的放電通道中,導(dǎo)致持續(xù)強(qiáng)度不穩(wěn)定的火花放電,導(dǎo)致火山噴發(fā)效應(yīng),導(dǎo)致放電孔粗大,晶體相晶粒生長異常粗大,呈火山口結(jié)構(gòu)、微裂紋、氣孔等缺陷,破壞氧化膜表面結(jié)構(gòu)的致密性和均勻性。因此,如何突破傳統(tǒng)的鎂合金微弧氧化控制過程,實現(xiàn)鎂合金微弧氧化膜微結(jié)構(gòu)的致密和精細(xì)控制,已成為鎂合金微弧氧化過程未來的發(fā)展方向。
鎂合金超微弧氧化雙脈沖控制過程[1-3]通過調(diào)整脈沖頻率,等離子體的放電火花比傳統(tǒng)的微弧氧化火花更細(xì)、分布更均勻,革命性地改變了傳統(tǒng)的微弧氧化火花放電機(jī)制:逐漸抑制或消除大缺陷或局部集中沖擊放電,改變了上述傳統(tǒng)微弧氧化過程等離子體放電的固有特征,實現(xiàn)了對超微弧氧化膜微結(jié)構(gòu)的精細(xì)控制。