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新材料技术,高分子材料

近年来，随着数码 3C、汽车工业、航空航天工业和电子通讯领域的迅速发展，轻金属被越来越多的使用。其中镁合金因其密度低、比强度高、比模量高等特点，能够有效的通过降低产品的自重，继而达到降低资源、 能源消耗和减少环境污染的目的，是目前最为流行的“21 世纪的绿色材料”。 但是镁为活泼金属元素，其与多种介质都能发生腐蚀现象，其表面质地也较软，所以需要对镁合金进行表面改性。现阶段等离子电解氧化技术是镁合金使用最为广泛的表面处理方式。其原理是将镁合金的放电区引入到弧光区，利用弧光区的瞬间高温烧结作用在镁合金基体表面原位生长陶瓷层。该陶瓷层具有耐磨耐蚀性好、结合力强、硬度高等优点，能够有效的提高镁合金的表面性能。但常规等离子电解氧化技术的工作电压常常在 400 V 以上，且需要专用的调频设备进行调频，因此造成了大量的电力消耗，加之高电压对电网负担极大，这造成了高额的电力成本，也成为了等离子电解氧化技术在工业推广中的最为主要的问题。为了降低等离子电解氧化技术的能耗，开发了前处理方法与低能耗电解的方法来降低等离子电解氧化过程的能耗。

本研究的前处理方法包括酸碱前处理、稀土前处理、电化学前处理、电化学辅助离子液体前处理四种方法，能够有效影响对常规PEO电解过程，降低常规 PEO 过程的起弧电压，起到降低能耗的作用，其膜层的单位体积能耗较常规 PEO 处理降低8~15 %，此外，前处理的方法还能有效的提升等离子电解氧化的膜层性能。可以作为现有的常规等离子电解氧化膜层的有效改进手段。 本研究也从等离子电解氧化电解液体系入手，研发具有自主知识产权的低能耗等离子电解氧化(LEPEO)电解体系。展现出了更好电化学腐蚀性能。盐雾腐蚀结果表明， LEPEO 膜层在相同时间内产生的腐蚀坑密度更低，直径更小，膜层保留更完整，具备良好的耐盐雾腐蚀性能。

陈飞，教授 硕士生导师，长期从事金属材料表面处理技术、材料腐蚀与防护以及石墨烯功能化的研究。目前兼任中国热处理行业协会第八届理事会常务理事、中国机械工程学会热处理分会第八届青年工作委员会副主任委员、中国腐蚀与防护学会第十届理事会理事。

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