6061铝合金因具有比强度高、密度小、焊接性好和易于加工成型等特点,作为船用结构材料具有明显优势。但是由于铝合金化学性质活泼,在恶劣的海洋环境中耐腐蚀性差,限制了其在船舶领域的进一步发展。因此,通过一些表面处理技术,提高铝合金耐腐蚀性延长其使用寿命具有十分重要的意义。微弧氧化技术被广泛应用于镁、铝、钛等阀金属表面改性处理,近年来在铝合金防腐领域备受关注。本文采用控制变量法,根据铝合金微弧氧化膜层耐腐蚀性强弱对工艺参数、电解液中单一添加剂浓度以及复配添加剂配方进行逐一优化。通过X射线衍射仪、扫描电镜以及能谱仪对膜层物相组成、微观形貌及其成分进行表征分析,通过点滴试验和电化学测试研究了膜层耐腐蚀性能。研究结果表明:工艺参数和电解液成分的改变均对微弧氧化膜层形成过程产生影响,改变了膜层厚度、微观形貌和结构致密性,从而影响膜层耐腐蚀性。6061铝合金微弧氧化膜层主要组由A1203组成,表面为典型疏松多孔的“火山口喷射”形貌,孔洞周围伴随着很多烧结的小颗粒和饼状堆积。在基础硅酸钠电解液中,随着输入电压的增大,膜层变厚,弧光放电孔数先增多后减少,孔径尺寸增大,致密性下降,耐腐蚀性先增大后减小,输入电压为450V时膜层耐腐蚀性相对最佳;随着氧化时间的增加,膜层增厚,放电孔数越来越少,孔径尺寸变大,且表面“蠕虫状”沟壑越来越多,致密性下降,耐腐蚀性先增大后减小,氧化时间为15min时膜层耐腐蚀性相对最佳。优化后的工艺参数为:输入电压450V,氧化时间15min。采用优化后工艺参数,当在基础硅酸钠电解液中加入单一添加剂Na6(P03)6,随着其浓度的升高,膜层变厚,弧光放电孔数变化不明显,孔径稍微变大,膜层结构中出现大量凹坑和孔洞导致致密性下降,耐腐蚀性先增大后减小,在Na6(P03)6浓度为0.75g/L时膜层耐腐蚀性相对最佳。当在基础硅酸钠电解液中加入单一添加剂H3BO3,随着其浓度的升高,膜层厚度减小,弧光放电孔数和孔径尺寸均变少,膜层结构变得均匀且致密,膜层中的沟壑逐渐消失,膜层耐腐蚀性先增大后减小,在H3BO3浓度为1.5g/L时膜层耐腐蚀性相对最佳。通过Na6(PO3)6和 H3BO3二元添加剂复配试验,膜层的改性由Na6(PO3)6和H3BO3共同作用,膜层厚度、微观形貌和膜层结构仍呈现规律性变化。当复配添加剂配方中Na6(PO3)6浓度为0.75g/L和H3BO3浓度为1.5g/L时,膜层点滴试验时间最久,耐腐蚀性相对最强。电化学阻抗谱拟合后膜层致密层等效电阻Rp和疏松层层等效电阻Rb值达到最大,对比相同工艺参数下基础硅酸钠电解液中制备的微弧氧化膜,RP值提高了约1个数量级,Rb值提高了约2个数量级,膜层耐腐蚀性显著提高。对比6061铝合金基体及其微弧氧化试样极化曲线,微弧氧化后的试样自腐蚀电位正移了约180mV,自腐蚀电流Icorr下降了约3个数量级,极化电阻RP增加了约3个数量级,说明微弧氧化膜具有很强的耐腐蚀性,可以较好地保护基体。在腐蚀介质浸泡试验中,微弧氧化试样在浸泡初期随着膜层的溶解脱落,腐蚀倾向明显增加,浸泡后期由于部分溶解的膜层和析出的腐蚀产物堵塞在放电通道中,可有效地阻隔腐蚀介质进入膜层内部,抑制腐蚀倾向增加。