微弧氧化（MAO）又称为等离子体电解氧化（PEO）、微等离子体氧化、阳极火花沉积、火花阳极氧化等。20世纪30年代，德国工程师率先报道了微弧放电现象。20世纪50年代，美国的兵工厂开始研究阳极火花技术。进入20世纪90年代，荷兰、法国、葡萄牙、日本等更多国家也开始进入微弧氧化的研究行列，俄罗斯的研究水平一直处于世界领先地位。我国虽然从20世纪90年代中期，才开始关注微弧氧化技术，但目前在成膜机理、微弧氧化电源研发、工艺参数和电解液参数考量等方面也取得了很大进步。
微弧氧化技术及微弧氧化陶瓷层具有以下特点：
(3) 陶瓷层在基体原位生长，膜层与基体结合紧密，不易脱落；
(4) 通过改变工艺条件，可以很方便地调整陶瓷层的微观结构、特征和获得新的微观结构，从而可实现陶瓷层的功能设计；
(5) 陶瓷层厚度易于控制，提高了微弧氧化的可操作性；
(6) 处理效率高：获得50μm左右的陶瓷层微弧氧化只需10-30min；
(7) 操作简单，不需真空或低温条件，前处理工序少，性价比高，适宜于自动化生产；
(8) 对材料的适应性宽，除铝、镁合金外，还能在Ti、Zr、Ta、Nb等金属及其合金表面生长陶瓷层；
(9) 微弧氧化技术对环境污染小，具有清洁工艺之称。
镁合金被誉为“21世纪的绿色工程材料”，是目前最轻的金属结构材料，具有密度小、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、导热及电磁屏蔽效果佳、机加工性能优良、易回收等优点。广泛用于航空航天、国防、汽车工业、电子通信、医疗及3C民用等行业。然而，镁合金化学和电化学活性很高，耐蚀性、耐磨性较差，很大程度上制约了镁合金的开发和应用。对镁及镁合金经过表面微弧氧化处理，可提高其使用特性，具有显著的经济和社会效益。
戴尔、宏碁等笔记本电脑的A面和C面采用镁合金材质，微弧氧化+丝印工艺制备，拥有比同类产品轻1/3的便携体验。镁合金材质拥有坚韧、热量不积累机身不发烫、防辐射、环保可回收等优势，已成为当下旗舰笔记本的优先选择。
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2021年12月3日，中国自行车协会发布了《2022中国自行车电动自行车流行趋势报告》，称未来三到五年是消费升级的重要时期。镁合金一体式车架，采用微弧氧化与电泳复合工艺，既有效减轻了车身重量，又解决了铁车架和铝车架普遍存在的焊道不整齐、焊接有毛刺、焊穿孔、漏焊等现象。
数据显示，燃油成本大约占航空总成本的26%。结构轻量化使飞行器消耗的动力能够相应的减少，可以有效的降低飞行器耗费的燃料，从而达到节约能耗的目的。其次，轻量化意味着飞行器的推重比增大，对飞机而言其拥有了更高的运力，这在军事领域更是拥有巨大的实战意义。镁合金经过微弧氧化、导电氧化复合处理，既可以起到减重的效果，又可以满足机箱电磁屏蔽的需求。
为满足未来作战远程投放、快速部署、机动作战的战术需求，军用武器装备不断向轻量化发展，尤其是单兵可穿戴装备方面。单兵主要用于侦察、爆破、通讯、情报等任务，减重需求迫切。镁锂单兵装备可用于：武器瞄准装置、望远镜、盔盖及悬挂装置、视频强化像增强器、平板式显示器、微型摄像机、听视觉保障装置、单兵外骨骼、防弹衣内填充板等。采用微弧氧化和电泳复合工艺处理，镁锂合金零件可通过国军标三防测试。
航天器在轨期间会受到高低温交变、原子氧、带电粒子和紫外辐照等极端空间环境作用，严重威胁航天器在轨可靠性和寿命。高强镁合金及镁锂合金，满足了卫星减重和电磁屏蔽两大需求。而镁合金微弧氧化层，作为具有低吸收（αs）与高发射（εH）性能的热控涂层，可实现航天器表面的温度控制。
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文章来源：郑州轻研合金
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原文始发于微信公众号（艾邦加工展）：微弧氧化简介及其在镁合金领域的应用
