值作为膜层厚度。
实验共得六组膜层厚度值，去掉最大值去掉最小值后见下表。
表4.2:厚度平均值
序号 1 4.3 2 9.3 3 7.4 4 8.4 5 7.7 6 0.1 73.3 71.7 70.9 74.9 70.5 74.4 79.6 77.4 72.3 70 78.5 72 79.5 76.6 73.1 82.4 74.24 78.6 71.3 78.7 73 70.1 78.7 74 85 76 85.4 88.8 74.8 75.7 77.3 70.4 77.1 77.4 873.3 75．2 70.5 74.1 73.1 74.4 0.5 89.6 76.3 70.3 74.17 72.6 88.5 73.2 70.9 84.73 776.4 75.8 88.9 87.51 777.8 73.2 77.95 770.4 89.5 787.35 7厚度值 平均值 7对平均值生成柱状图如图所示,最大值与最小值之间差值为5.33微米.最小值为74.17微米,A液制得的氧化膜厚度为32微米,故B液比A液更适合于钛合金的微弧氧化处理.生成的氧化膜陶瓷层结构紧密,较为均匀.
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80797877767574737271123序号456平均值平均值
图4.2膜层厚度柱状图
4.3钛合金微弧氧化膜组织结构分析
1.陶瓷膜的表面形貌
钛合金微弧氧化后在表面形成了一层灰白色的陶瓷膜,如下图宏观所示，微弧氧化表面呈粗糙的多孔状结构，大小不一的微孔无规律地分布在熔融凸起状陶瓷组织的中间位置或边缘，较大的孔中嵌有多个小孔，部分孔洞之间相互连通。孔径尺寸与电压有关，随电压的升高，微孔孔径尺寸增大，数量减少。根据电压对微弧氧化的影响可知:低电压时氧化层的熔融突起尺寸较小，微孔较多；随着电压的升高，突起尺寸明显增大，微孔数量减少；但尺寸增大.这种表面形貌特征与微弧氧化过程中钛合金表面的热化学、等离子体化学以及电化学反应的共同作用有关：当钛台金作为阳极浸入电解液并通电后，表面立即形成一层极薄的绝缘膜；随着外加电压的升高，电压从普通阳极氧化的法拉第区进入高压火花放电区，微弧放电在钛台金表面形成大量的瞬间高温高压微区，温度可高达2000℃以上，压力达数百个大气压；在这些局部的微区内，超高压将瞬间完成绝缘膜击穿、氧化物烧结、电化学氧化和沉积、熔融体的凝固以及氧化物电绝缘性能恢复的循环，瞬间烧结作用使无定形氧化物变成晶态Ti02陶瓷相；微弧消失后，熔融体在电解液中迅速凝固，形成凸凹不平的形貌特征；表面微孔是微弧氧化过程中等离子放电通道，熔融态基体和氧化膜沿该通道喷出，形成微孔周围的火山丘状形貌；
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随着电压的升高，微弧区温度升高、热析出增大，钛合金和氧化膜熔融体量增加，致使迅速凝固后形成尺寸较大的徼孔。
微弧氧化处理技术作为热化学、等离子化学和电化学等多重技术的结合应用，其在处理过程中的局部反应是十分剧烈的，在试样表面的微小气泡中同时共存有高温、高压、等离子体、高电压等等复杂的因素。因此，微弧氧化处理后得到的陶瓷层，其表面形貌也不同于普通的经过烧结获得的陶瓷。
图4.3：钛合金宏观形貌
图钛合金微弧氧化陶瓷膜的表面形貌。从500倍形貌可以看出,陶瓷膜表面比较粗糙,上面分布着许多小颗粒状物质。从高倍形貌(图4.4)可以看出,陶瓷膜表面不均匀地分布有很多孔洞,孔洞的直径一般小于3μm, 从放大的照片可以看出部分气孔是相通的。气孔的形貌类似火山口，周围存在有一些大小不一的颗粒，部分颗粒熔化后连接在一起，类似火山喷发后的残留形貌。这些孔洞是没有封闭的等离子体放电通道,大部分呈封闭状态,只有少量没有封闭。火山口形貌是因为微弧氧化过程中氧化膜被击穿的区域由于瞬间高压放电而产生大量的热量，这些热量导致基体和氧化物熔化并与等离子气体一起沿放电通道喷涌出，熔化物在相对低温的液体介质中迅速堆积、固化。因此，随着放电反应在试样表面均匀进行，陶瓷膜表面便呈现出图示火山状形貌。查阅相关资料表明，薄膜由不同形状的晶粒和少量非晶态物质组成.以往很少有人注意微弧氧化膜的晶粒尺寸，事实上由于微弧氧化区域的瞬间温度很高，在冷基体和溶液作用下，生成的微粒快速冷却，
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因此有可能形成很小的晶粒。
图4.4：500倍下的微弧氧化膜
图4.5：800倍下的微弧氧化膜形貌
2.陶瓷膜的截面形貌
以8A/dm2的氧化膜陶瓷层为研究对象，从下图500倍放大和800倍放大图像可以发现，陶瓷膜与基体之间没有空洞,陶瓷膜/基体呈犬牙状交错结合,陶瓷膜与基体之间呈现良好的结合形式。
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图4.6:500倍下8A/dm2时氧化膜形貌
图4.7:800倍下的8A/dm2时的氧化膜形貌
从发表的文献看，钛合金微弧氧化膜层3个不同的层：即过渡层、致密层( 内层)和疏松层(外层) 。各层的薄厚、结构及组成主要受基体的化学成分、电解液组成和处理制度的影响。由基体内向外分为过渡层、致密层和疏松层。靠近基体的是过渡层。它和基体是冶金结合，膜基结合牢固；在多数电解液体系中，致密层主要由金红石TiO2 相和少量的锐钛矿T 相组成；过渡层和疏松层主要由锐钛矿 TiO2 相和少量的金红石 TiO2 相组成。电解液组成的不同使膜层组成相和相的含量不同，因而膜层具有不同的性能。
微弧氧化层分为内外两层，内层薄而致密，存在细小的孔隙。外层厚而多孔，孔径尺寸较大，且存在孔洞之问的连通。钛合金基体表面因微弧氧化变成锯齿状结构，与微弧氧化后钛合金基体表面的形貌观察结果相一致。这种表面的粗糙化
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