镁合金微弧氧化技术研究

镁合金红色微弧氧化
镁合金红色微弧氧化是一种高科技的表面处理工艺，它广泛应用在高档器件、饰品表面，被赋予了特殊的美感和质感，有别于传统上色后就完结的表面质感。

这项工艺具有色泽自然美观，色彩可以轻松调整，耐候性好，节省更多成本等优点，自然而然地被注入生活中所有创意美学产品、表面拉伸件和复杂工艺产品中。

红色镁合金微弧氧化是在特殊条件下实现的，采用特殊的变压器技术，利用镁合金在高压电场中的电源，与空气中的氧化反应，形成微细的对空气的反应势均衡，产生微弧的氧化产物，形成精巧的细微表面结构。

因此，具有高温高压的条件和特殊的气体供应和氧浓度，及表面上微米尺度的复杂表面曲线。

该工艺需要经过若干个步骤经过不同的处理过程，得出预期的颜色表现：首先，处理镁合金表面，去除表面污垢，使得表面光滑而无毛刺，更容易接受涂层氧化处理；其次，经过特殊条件下的气氛处理过程，得出自然美观耐尘、抗腐蚀及高度稳定的外观效果；最后，做精致的表面处理，让镁合金表面显得细腻柔和，充满朦胧之美，犹如一抹云朵覆盖到表面，使表面具有淡淡的色彩表现力度。

镁合金红色微弧氧化具有独特的美感，它使器件表现出细致的质感及特殊的光泽度，是制作复杂拉伸件，高档器件的首选，通过施工技术的提升，它能更加普及，甚至成为一种潮流，被广大消费者接受，走向更多的艺术创造性的成果。

镁合金微弧氧化组织镁合金是一种廉价受欢迎的金属合金，由镁、铝等元素制成，由于其优良的力学性能、耐蚀性和可塑性而受到广泛的欢迎和应用。

随着现代机械制造的发展，人们对镁合金表面处理的要求也越来越高。

微弧氧化（MAO）是一种新型的环保型表面处理技术，被广泛应用于轴承、钢铁、铝合金、镁合金等金属材料的表面处理中。

本文旨在简要介绍镁合金微弧氧化组织的特性、形成机理及其优点。

镁合金微弧氧化组织的特性镁合金微弧氧化组织是通过在表面金属材料上形成一层致密的氧化膜来对其进行表面处理的。

在一般情况下，氧化膜的厚度一般在1.5～3.0μm之间。

由于氧化膜的厚度较薄，表面光滑，无明显毛刺，因此可显著提高金属表面的硬度、耐蚀性和耐磨性。

此外，微弧氧化还可以显著改善表面质量，消除表面缺陷，达到美观漂亮的效果。

镁合金微弧氧化组织的形成机理微弧氧化是一种表面处理方法，其形成机理如下：金属材料表面的氧化反应条件下，氧极化在极化梯度的作用下，形成一个极化梯度的氧极化头，氧极化头的表面电位低于空气的正常氧化膜，在氧极化头的下方形成一个钝化层，并形成一层致密的氧化膜，从而实现金属表面改性处理的效果。

镁合金微弧氧化组织的优点由于微弧氧化具有众多优点，因此被广泛用于金属表面改性处理。

首先，由于微弧电源的能量较低，它可以在无损的情况下保护金属表面，故具有较高的安全性。

其次，微弧氧化可以产生一层厚度较薄的氧化膜，表面光滑，可有效提高金属表面的耐蚀性和耐磨性。

最后，它可以提升金属表面的硬度和抗疲劳性，达到美观漂亮的外观，从而有效改善产品外观质量。

综上所述，镁合金微弧氧化组织是一种新型的环保型表面处理技术，具有优良的力学性能、耐蚀性和可塑性等特性，可以显著改善金属表面的硬度、耐蚀性和耐磨性，能够消除表面缺陷，达到美观漂亮的效果，在金属表面改性处理中起到一定的作用。

镁合金超高频微弧氧化-概述说明以及解释1.引言1.1 概述镁合金超高频微弧氧化是一种先进的表面处理技术，通过在镁合金表面产生微弧放电，使得其表面形成致密、均匀的氧化膜，从而改善镁合金的耐腐蚀性、硬度和耐磨性能。

镁合金作为一种重要的结构材料，在航空、汽车、电子等领域具有广泛的应用前景。

然而，由于其化学活性高、易被腐蚀等特点，限制了其在实际工程中的应用。

因此，研究开发一种能够有效提高镁合金表面性能的技术显得尤为重要。

传统的氧化处理方法存在着处理周期长、氧化膜质量不稳定等问题，无法满足实际工程中对镁合金表面处理的要求。

而镁合金超高频微弧氧化则通过利用超高频电源和特殊设计的电解液体系，在较短的时间内实现了较高的微弧放电频率，从而显著改善了氧化膜的形貌和性能。

此外，该技术还具有操作简便、能耗低等优点，进一步增加了其在工业领域的应用前景。

因此，镁合金超高频微弧氧化已成为当前镁合金表面处理领域的研究热点。

本文旨在系统地介绍镁合金超高频微弧氧化的原理、优势以及其在实际工程中的应用前景。

通过深入研究和分析，旨在为进一步推动镁合金超高频微弧氧化技术的发展提供科学依据。

1.2文章结构1.2 文章结构本篇文章将按照以下结构展开对镁合金超高频微弧氧化的介绍和分析：第一部分是引言部分，主要包括概述、文章结构和目的三个方面。

在概述中，将简要介绍镁合金超高频微弧氧化的背景和研究意义。

接着，将说明文章的结构，包括不同部分的内容安排和主题。

最后，明确文章的目的，即通过对镁合金超高频微弧氧化的深入研究，探讨其应用前景和总结其优势。

接下来是正文部分，主要包括镁合金超高频微弧氧化的原理和优势两个方面。

在原理部分，将详细介绍镁合金超高频微弧氧化的工艺过程和相关机理，解释其为何能够在镁合金表面形成致密、耐磨、耐腐蚀的氧化层。

在优势部分，将分析镁合金超高频微弧氧化相比其他表面处理技术的优越性，例如优异的耐腐蚀性能、良好的耐磨性和较高的附着力。

镁微弧氧化
镁微弧氧化是一种表面处理技术，通过在镁合金表面形成氧化层，提高镁合金的耐腐蚀性能、硬度和耐磨性。

该技术利用微弧放电原理，将镁合金放置在电解液中，通过外加电压，在阳极和阴极之间形成微弧放电，使表面发生氧化反应，形成致密的氧化层。

镁微弧氧化可以在镁合金表面形成不同颜色的氧化层，如黑色、灰色、银色等，这些氧化层不仅提高了镁合金的耐腐蚀性能和机械性能，还可以增加其美观性。

镁微弧氧化具有如下优点：
1. 提高耐腐蚀性能：氧化层能够阻挡外界介质侵蚀，提高镁合金的耐腐蚀性能。

2. 提高硬度和耐磨性：氧化层具有较高的硬度，能够提高镁合金的耐磨性。

3. 增加美观性：氧化层可以形成不同颜色的表面，增加产品的美观性。

4. 高附着力：氧化层与基材之间具有良好的附着力，不易剥落。

镁微弧氧化广泛应用于航空、汽车、电子等领域，可以用于制造飞机部件、汽车零件、电子设备外壳等，提高产品的性能和寿命。

镁锂合金微弧氧化
镁锂合金微弧氧化是一种表面处理技术，主要用于对铝、镁、钛等轻金属及其合金的表面进行陶瓷化处理。

这种技术的主要优点包括工艺过程简单、占地面积小、工艺处理能力强、生产效率高，适用于批量工业化生产。

此外，微弧氧化处理后的镁基零件表面陶瓷膜层具有硬度高、耐蚀性强、绝缘性好、膜层与基底金属结合力强等特点，使得镁合金表面的耐磨、耐腐蚀、耐热冲击及绝缘等性能得到极大提高。

在镁锂合金微弧氧化过程中，电源可以分为恒压与恒流两种。

目前的研究主要采用恒流方法进行镁锂合金制备涂层。

对于恒压法在镁锂合金表面制备微弧氧化涂层的工艺、组织结构、耐蚀性能等报道较少。

在微弧氧化过程中，向电解质溶液中添加某些物质，如钨酸盐，可以改善微弧氧化膜的组织和性能。

例如，向电解质溶液中添加0.6g/L的Na2WO4后，微弧氧化膜更为光滑平整、更加致密、孔径更小，并且微弧氧化膜的耐腐蚀性能得到显著提高。

然而，镁锂合金微弧氧化过程中也存在一些挑战。

例如，由于锂的氧化膜相对致密度为0.57，β-Li合金的表面氧化物只能覆盖一半以上，使得β-Li合金在电解质溶液中水解速度快。

此外，由于合金中存在α-Mg和β-Li两相，放电过程会在两相表面交替进行，形成不同的氧化物，导致微弧氧化涂层生长不均匀，可能会产生裂纹，并在这些位置造成弧光烧蚀。

总的来说，镁锂合金微弧氧化是一种有效的表面处理技术，能够显著提高镁合金的耐腐蚀性、耐磨性、耐热冲击性和绝缘性能。

然而，在实际应用中，还需要进一步研究和优化微弧氧化工艺，以解决一些存在的问题，如涂层生长不均匀和裂纹产生等。

镁合金微弧氧化
微弧阳极氧化，又称微弧等离子体技术空气氧化或阳极火焰堆积，统称微弧氧化。

利用交流和直流电源在阳极区域引起低温等离子体微弧充放电，瞬时高温煅烧效应立即在镁合金表面产生陶瓷膜。

微弧区温度可达10000℃此外，阳极氧化物溶解在金属镁合金表面，进一步提高了阳极氧化物膜的强度和高密度。

薄膜厚度约为5~70μm间可调节。

能够确保在中性盐雾里根据500h，涂层粘合力为0级，显微镜强度为400级HV但微弧氧化后仍需进一步喷涂维护。

微弧氧化加工工艺的特点是：①使用成本低于硬阳极氧化；②前解决相对简单；③优良的自然环境；④对于外观复杂的产品工件及其受限的安全通道，可产生对称的膜层；⑤规格变形小；⑥优良的耐腐蚀性。

现阶段，技术早已引起了许多学者的关注，并已成为国际材料科学研究的网络热点之一。

此外，镁合金表面改性材料采用离子注入技术以及激光表面解决技术及其高频淬火技术，以提高镁合金表面的耐磨性和耐腐蚀性。

镁合金微弧氧化微区电弧放电机理及电源特性的研究镁合金微弧氧化微区电弧放电机理及电源特性的研究摘要：镁合金微弧氧化技术是一种表面处理方法，具有强韧耐磨、耐腐蚀的特性，在航空、汽车和工程领域中有广泛的应用。

然而，微弧氧化过程中的电弧放电现象对其表面质量和性能产生了较大影响，因此深入研究放电机理和电源特性对于优化镁合金微弧氧化工艺具有重要意义。

本文通过实验和理论分析，研究了镁合金微弧氧化微区电弧放电机理及电源特性，并讨论了其对镁合金微弧氧化表面质量的影响。

1. 引言镁合金微弧氧化技术是一种利用微弧在镁合金表面上氧化而形成坚硬的氧化膜的方法。

这种氧化膜具有优异的性能，如高硬度、高耐磨性和耐腐蚀性。

因此，在航空、汽车和工程领域中有着重要的应用价值。

然而，微弧氧化过程中电弧放电行为对氧化膜的质量和性能产生了显著影响。

因此，深入研究微区电弧放电机理及电源特性对于优化镁合金微弧氧化工艺具有重要意义。

2. 实验方法本实验选取了常用的镁合金AZ91D作为实验材料，利用微弧氧化设备在不同工艺参数下进行氧化处理。

通过观察和分析不同工艺参数下的氧化膜表面形貌和结构特征，研究微区电弧放电机理及电源特性。

3. 结果与分析3.1 微区电弧放电机理微区电弧放电是指微弧氧化过程中由于电弧发生、传播和终止而产生的放电现象。

根据实验观察和理论分析，微区电弧放电主要由以下几个步骤组成：电弧起始、弧腔形成、电弧传播和电弧终止。

其中，电弧起始和终止是电弧放电过程中最重要的两个环节。

电弧起始阶段主要是由于电极材料表面存在的微细凹痕或微弧氧化层内部的气孔引起的局部气体电离和电子释放，形成电子激发态；而电弧终止阶段则是由于电极材料表面放电区域的氧化层被电弧切割、融化而终止。

3.2 电源特性电源特性是指在微弧氧化过程中电弧放电所需的电压、电流和功率等特性。

通过实验观察和理论分析，我们发现微弧氧化过程中电弧放电的电源特性主要受到以下几个因素的影响：电极材料的导电性能、电解液的浓度、电极间距和电压等。

镁合金微弧氧化加工1. 引言镁合金因其重量轻、强度高等优势，在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。

然而，镁合金在使用过程中容易受到氧化腐蚀的影响，降低了其使用寿命和性能。

为了增强镁合金的耐腐蚀性能和硬度，提高其表面的附着力和耐磨性，镁合金微弧氧化加工成为一种常用的表面处理技术。

2. 镁合金微弧氧化原理镁合金微弧氧化是利用电化学原理在镁合金表面生成一层具有陶瓷状结构的氧化膜。

该膜层主要由氧化镁和其他元素的氧化物组成，具有较高的硬度和耐蚀性。

其原理可以概括为以下几个步骤：•镁合金表面的阳极氧化反应：在真空电弧放电作用下，镁合金表面产生一层氧化膜。

这一步骤主要是氧化镁的形成过程。

•膜层成长：经过一段时间的处理，电解液中的陶瓷颗粒在氧化膜上逐渐沉积，形成具有一定孔隙率和粗糙度的膜层。

•膜层封闭：当膜层达到一定厚度后，用热水或热油进行封闭处理，使膜层中的孔隙被填充，从而提高膜层的密封性和耐腐蚀性。

3. 镁合金微弧氧化装置和工艺3.1 微弧氧化装置实施镁合金微弧氧化加工需要一套完整的微弧氧化装置。

该装置主要由电源、阳极、阴极和电解液组成。

•电源：负责提供较高的电压和电流，以产生弧放电作用。

•阳极：选用镁合金制成，作为镁合金的工件。

•阴极：作为反应电极的一部分，通常使用不锈钢。

•电解液：由硫酸镁、草酸钠、辅助剂等组成，起到传递电子和产生气泡的作用。

3.2 微弧氧化工艺镁合金微弧氧化工艺可以分为以下几个步骤：1.清洗：将镁合金工件进行清洗，去除灰尘、油污等表面杂质。

2.阳极氧化：将清洗后的镁合金工件放入微弧氧化装置中，连接好电源、阴极和电解液，开始进行阳极氧化反应。

3.膜层形成：通过控制电压、电流和处理时间，使得氧化膜逐渐形成并增厚。

4.膜层封闭：当膜层达到一定厚度后，将工件放入热水或热油中进行封闭处理，提高膜层的密封性和耐腐蚀性。

5.清洗和干燥：将加工后的镁合金工件进行清洗和干燥，去除电解液和其他残留物。

6.表面处理：若需要，可以对镁合金工件进行进一步的表面处理，如喷涂或电泳涂覆等。

镁合金微弧氧化中局部烧蚀现象及其解决方案研究
的开题报告
一、研究背景
镁合金具有优异的力学性能、比强度高、比刚度高、抗冲击性好、重量轻等优点，被广泛应用于汽车、航空、航天、电子等领域。

然而，镁合金在使用过程中常常会出现表面局部烧蚀现象，严重影响其使用寿命和性能。

微弧氧化是一种目前比较常见的防蚀处理技术，但在镁合金微弧氧化过程中，同样会出现局部烧蚀现象。

因此，对于镁合金微弧氧化中局部烧蚀现象及其解决方案的研究具有重要意义。

二、研究目的
本研究旨在探究镁合金微弧氧化中局部烧蚀现象的成因，并寻找相应的解决方案，提高镁合金微弧氧化的效率和质量。

三、研究内容
1. 概述镁合金微弧氧化技术及其应用；
2. 分析局部烧蚀现象的成因，包括微弧氧化液体组成、工艺参数、表面质量等因素对局部烧蚀的影响；
3. 探究针对局部烧蚀现象的解决方案，包括微弧氧化液体改进、工艺参数优化、表面预处理等方法；
4. 对比实验结果，评估不同解决方案的效果及其适用性。

四、研究方法
1. 文献综述法，通过阅读相关文献，了解微弧氧化技术在镁合金表面处理中的应用，并探究局部烧蚀现象的成因；
2. 实验方法，采用微弧氧化技术处理镁合金样品，分析不同工艺参数对局部烧蚀的影响，同时测试不同解决方案的效果；
3. 统计分析法，对实验结果进行数据处理和统计分析，评估不同解决方案的优劣。

五、研究意义
通过本次研究，深入探讨镁合金微弧氧化中局部烧蚀现象的成因，寻找相应的解决方案，对于提高镁合金微弧氧化的效率和质量具有重要意义。

同时，探究局部烧蚀现象的解决方案，可为类似问题的解决提供一定的参考和借鉴。

表面技术第52卷第3期镁合金微弧氧化膜层性能优化研究进展张祥1，周亮1，贾宏耀1，冯宴荣1，赵李斌2，房大庆3（1.长安大学 材料科学与工程学院，西安 710064；2.山西银光华盛镁业股份有限公司，山西 闻喜 043800；3.西安交通大学 金属材料强度国家重点实验室，西安 710049）摘要：镁合金是一类重要的工程材料，具有许多优良的物理、化学性能，在航空航天、交通运输、电子通信、生物医学和能源等领域具有广阔的应用前景。

镁合金的应用受到其高化学活性的限制，需要进行表面处理，以避免腐蚀。

在众多表面处理技术中，微弧氧化技术极大地改善了镁合金的综合性能。

其中，工艺参数对膜层性能有着重要的影响。

在分析微弧氧化膜层厚度、微观结构和相组成成因的基础上，结合国内外研究现状重点阐述了电解质、颗粒添加物、电参数（电流模式、电压、电流密度、占空比、频率和氧化时间）对膜层耐蚀性、耐磨性及生物学性能的影响，并由此引出调控导向性、陶瓷膜增韧、性能匹配优化及能源利用率等关键问题。

此外，还探讨了研究者针对上述问题采取的解决方案，并分析了方案的合理性。

最后，结合镁合金微弧氧化目前存在的问题对其未来发展进行了展望。

关键词：镁合金；微弧氧化；耐蚀性；耐磨性；生物学性能中图分类号：TG174.4 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)03-0122-12DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.03.009Research Progress on Performance Optimization of Micro-arcOxidation Films on Magnesium AlloysZHANG Xiang1, ZHOU Liang1, JIA Hong-yao1, FENG Yan-rong1, ZHAO Li-bin2, FANG Da-qing3(1. School of Materials Science and Engineering, Chang'an University, Xi'an 710064, China; 2. Shanxi Yinguang HuashengMagnesium Co., Ltd., Shanxi Wenxi, 043800, China; 3. State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials,Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China)ABSTRACT: Magnesium alloy is an important engineering material with many excellent physical and chemical properties, which has broad application prospects in the fields of aerospace, transportation, electronic communications, biomedicine, energy, etc. However, the application of magnesium alloy is limited by its high chemical activity, so surface treatment is required to avoid corrosion. Micro-arc oxidation (MAO) leads the working area from the Faraday area to the high-voltage discharge area,收稿日期：2022–01–25；修订日期：2022–06–14Received：2022-01-25；Revised：2022-06-14基金项目：陕西省重点研发计划（2021GY–244）；陕西省自然科学基础研究计划（2021JLM–41）；西安交通大学金属材料强度国家重点实验室开放课题（20202204）Fund：Shaanxi Province Key Research and Development Program Project (2021GY-244); Shaanxi Province Natural Science Basic Research Program Project (2021JLM-41); State Key Laboratory of Strength of Metal Materials, Xi'an Jiaotong University Open Subjects (20202204)作者简介：张祥（1998—），男，硕士生，主要研究方向为镁合金表面处理技术。

镁合金微弧氧化膜电化学腐蚀行为及机理研究镁合金微弧氧化膜电化学腐蚀行为及机理研究摘要：镁合金由于其优异的轻质化、高比强度和良好的生物相容性，在航空、汽车等工业领域和医疗器械等生物医用材料领域有着广泛的应用前景。

然而，镁合金常常会因其高活性易于腐蚀而限制其应用。

为了提高镁合金的耐腐蚀性能，研究者广泛应用微弧氧化技术在镁合金表面形成膜状层。

本文通过对镁合金微弧氧化膜的电化学腐蚀行为及机理进行研究，为镁合金的腐蚀问题提供理论基础和应用指导。

1. 引言镁合金因其低密度、高比强度和可再生性等特点，近年来成为研究热点。

然而，镁合金的高活性使其容易受到腐蚀的影响，从而限制了其应用。

因此，提高镁合金的耐腐蚀性能成为研究重点。

微弧氧化技术是一种常用的表面改性技术，能在镁合金表面形成致密的氧化膜层，以提高其耐腐蚀性。

2. 镁合金微弧氧化膜的制备镁合金微弧氧化膜的制备一般包括预处理、阳极处理和后处理三个步骤。

预处理主要是清洁镁合金表面，去除氧化膜和杂质。

阳极处理通过施加电压，在电解液中形成一定浓度的阳极氧化离子。

后处理则是通过加热、浸泡等方法来改善膜层的性能和结构。

3. 镁合金微弧氧化膜的特性镁合金微弧氧化膜主要由MgO和Mg3(PO4)2等化合物组成，具有良好的耐腐蚀性和硬度。

膜层的厚度、孔隙度和结晶度等特性会影响其耐腐蚀性能。

膜层的形貌、成分和性能可以通过调整电解液组成、工艺参数和后处理方法来控制。

4. 镁合金微弧氧化膜的电化学腐蚀行为通过电化学腐蚀测试，可以研究镁合金微弧氧化膜的耐腐蚀性能。

常用的测试方法包括极化曲线法、交流阻抗法和腐蚀电流密度测试等。

研究发现，微弧氧化膜能够有效提高镁合金的耐腐蚀性能，减缓腐蚀速率。

同时，膜层的特性也会影响其耐腐蚀性能，如膜层厚度的增加会降低腐蚀速率。

5. 镁合金微弧氧化膜的腐蚀机理镁合金微弧氧化膜的腐蚀机理主要包括离子迁移、氧化还原反应和电子传递等过程。

其中，阳极氧化离子在膜层内部的迁移是腐蚀过程中的关键因素。

第52卷第12期表面技术2023年12月SURFACE TECHNOLOGY·315·医用镁合金微弧氧化/有机复合涂层的研究现状及演进方向冀盛亚a，常成b，常帅兵c，倪艳荣a，李承斌a（河南工学院 a.电缆工程学院 b.车辆与交通工程学院c.电气工程与自动化学院，河南 新乡 453003）摘要：医用镁及镁合金过快的降解速率严重缩短了其有效服役时间，过高的析氢速率引发局部炎症，束缚了其临床应用前景。

微弧氧化（MAO）/有机复合涂层良好的抑蚀降析性能，在医用镁及镁合金表面改性领域展现出巨大的应用潜力。

首先，从有机材料（植酸（PA）、壳聚糖（CS）、硬脂酸（SA）、多巴胺（DA）、聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）、聚乳酸（PLA）、聚已内酯（PCL））自身的组织及性能特征入手，分析了单一有机涂层提高镁及镁合金耐蚀性的作用机理，并指出单一涂层自身的性能弱点（单一MAO涂层微孔和裂纹的不可避免，单一有机涂层与镁合金结合强度低，易于剥落）限制了对镁合金降解保护效能。

其次，从结合强度、耐蚀性、多功能性（生物安全性、生物相容性、诱导再生性、抑菌抗菌性、载药缓释性等）的角度，详细阐述了各MAO/有机复合涂层的结构特点、优势特征。

在此基础上，明确指出以MAO/PCL （MAO/CS）复合涂层为基底涂层，通过PCL（CS）涂层与其他涂层的交叉组合，是实现医用镁合金植入材料的生物活性及多功能性的最佳路径。

最后，对镁合金MAO/有机复合涂层的演进方向进行了科学展望。

关键词：镁合金；微弧氧化；有机材料；复合涂层；演进方向中图分类号：TG174.4 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)12-0315-20DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.12.026Research Status and Evolution Direction of Micro-arc Oxidation/Organic Composite Coating on Medical Magnesium Alloy SurfaceJI Sheng-ya a, CHANG Cheng b, CHANG Shuai-bing c, NI Yan-rong a, LI Cheng-bin a(a. School of Cable Engineering, b. School of Vehicle and Traffic Engineering, c. School of Electrical Engineering andAutomation, Henan Institute of Technology, Henan Xinxiang 453003, China)ABSTRACT: Good biosafety, biocompatibility and valuable self-degradation properties endow medical magnesium and magnesium alloys with great potential to replace inert implant materials in the field of traditional clinical applications.The excessive degradation rate of magnesium alloy, however, leads to its premature loss of structural integrity and mechanical support, being unable to complete the effective service time necessary for tissue healing of the implant site. At the same time, it is also its excessive degradation rate that leads to the intensification of hydrogen evolution reaction of收稿日期：2023-02-01；修订日期：2023-05-14Received：2023-02-01；Revised：2023-05-14基金项目：河南省科技攻关项目（222102310337，222102240104，232102241029）；博士科研资金（9001/KQ1846）Fund：Henan Province Science and Technology Research Project (222102310337, 222102240104, 232102241029); Doctoral Research Funding (9001/KQ1846)引文格式：冀盛亚, 常成, 常帅兵, 等. 医用镁合金微弧氧化/有机复合涂层的研究现状及演进方向[J]. 表面技术, 2023, 52(12): 315-334.JI Sheng-ya, CHANG Cheng, CHANG Shuai-bing, et al. Research Status and Evolution Direction of Micro-arc Oxidation/Organic Composite·316·表面技术 2023年12月magnesium alloy. Because it cannot be absorbed by the human body in a short time, the excessive H2 will easily gather around the implant or form a subcutaneous airbag, which will not only cause the inflammation of the implant site, but also hinder the adhesion and growth of cells in the implant, limiting its clinical application prospects. Surface modification technology can effectively delay the degradation rate of medical magnesium and magnesium alloys, and reduce the rate of hydrogen evolution.Firstly, starting from the structure and performance characteristics of organic materials (phytic acid (PA), chitosan (CS), stearic acid (SA), dopamine (DA), polylactic acid glycolic acid copolymer (PLGA), polylactic acid (PLA), and polycaprolactone (PCL)), the mechanism of improving the corrosion resistance of magnesium and magnesium alloys by a single organic coating was analyzed, and the performance weaknesses of a single coating were also pointed out: ①Micro arc oxidation (MAO) is an anodic oxidation process that generates a highly adhesive ceramic oxide coating on the surface of an alloy immersed in an electrolyte through high voltage (up to 300 V) spark discharge. The continuous high voltage discharge and the bubbles generated by the reaction bring about the inevitable occurrence of a large number of volcanic micropores and cracks in the coating. The diversity of discharge modes also gives rise to the unpredictable morphology of micropores and cracks. Therefore, the preparation of a single MAO coating on different alloy surfaces does not only require proper adjustment of MAO electrical parameters (current density, voltage, duty cycle, frequency, oxidation time) and the coupling effect of its electrolyte system to decrease (small) the pores and cracks on the MAO coating surface, but also increases the sealing process at the later stage. ② A single organic coating has a low bonding strength with magnesium alloy, being easy to flake off. These performance weaknesses limit the protection effect of a single coating on magnesium alloy degradation.Secondly, from the perspectives of bonding strength, corrosion resistance, and versatility (biosafety, biocompatibility, induced regeneration, antibacterial and antibacterial properties, drug loading and sustained-release properties, and so on), the structural characteristics and advantages of each MAO/organic composite coating were elaborated in detail. It has revealed that MAO/organic composite coating has an enormous application potentiality in the field of surface modification of medical magnesium and magnesium alloys, thanks to its good corrosion inhibition and degradation performance. On this basis, it is clearly pointed out that, in order to achieve the biological activity and versatility of medical magnesium alloy implant materials, the best way is to adopt the MAO/PCL (MAO/CS) composite coating as the base coating and make the cross combination of PCL (CS) coating and other coatings. Finally, the evolution direction of magnesium alloy MAO/organic composite coating is scientifically predicted.KEY WORDS: magnesium alloy; micro-arc oxidation; organic materials; composite coating; evolution direction作为人体所必须的营养元素，镁不但辅助600多种酶的合成(包括参与、维护DNA和RNA聚合酶的正确结构和活性)，而且改善胰岛素稳定和糖类正常代谢、舒张血管、降低冠心病、高血压及糖尿病的患病风险[1]。

镁合金黑色微弧氧化
随着科技的不断进步，镁合金作为一种轻质高强度材料，被广泛应用于汽车、航空航天等领域。

然而，镁合金的表面易受到氧化腐蚀，影响其使用寿命和美观度。

为了解决这一问题，黑色微弧氧化技术被引入到了镁合金表面处理中。

黑色微弧氧化技术是一种非常环保的表面处理技术，可以在材料表面形成纳米级别的氧化层，从而提高材料的耐腐蚀性和硬度。

同时，黑色微弧氧化技术可以创造出一种黑色的表面效果，使镁合金更加美观。

在黑色微弧氧化处理过程中，首先将镁合金材料放置在电解槽中，然后通过加入一定的电解液和施加一定的电压，使得镁合金表面形成氧化层。

在此基础上，再通过调整电解液的成分和处理参数等，可以控制氧化层的厚度、颜色和硬度等性质。

总之，黑色微弧氧化技术是一种非常先进的表面处理技术，可以有效地提高镁合金材料的耐腐蚀性和美观度，为镁合金的应用提供了更多的可能性。

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