基于Image-J图像法和电化学法的微弧氧化涂层孔隙率评价

摘要

为精确量化和评价微弧氧化(MAO)涂层的孔隙率,在硅酸盐电解液中通过恒压MAO方法于AZ31B镁合金表面制备氧化物涂层.利用线性极化、电化学交流阻抗谱(EIS)和Tafel曲线分别计算涂层的极化电阻并考察其腐蚀防护性能,重点采用Image-J图像法和两种极化电阻比值法评价了涂层孔隙率,提出了适合MAO涂层孔隙率的评价方法.结果表明:当氧化电压由260 V升至290 V时,MAO样品的自腐蚀电流密度由2.8 μA/cm2增加至5.6 μA/cm2.结合线性极化电阻和EIS拟合结果,证实涂层腐蚀防护性能随氧化电压的升高而降低.同时,Image-J图像法计算的表面孔隙率由10.14％增加至11.48％,线性极化电阻计算的通孔孔隙率由3.51％增加至7.08％,表明涂层腐蚀防护性能与其孔隙率呈负相关,即随孔隙率增加而降低.与电化学交流阻抗谱或 Tafel 曲线所得极化电阻比值法相比,简单的线性极化电阻比值法更适合量化MAO涂层的通孔孔隙率,而Image-J图像法适合通过MAO涂层的表面SEM像量化表面孔隙率及孔径大小的分布情况.