影響微弧氧化膜質(zhì)量的主要因素有：電流密度、頻率、陽極與陰極的電流密度比；電解液的成分、濃度、酸堿度、溫度；氧化時間；工件的化學(xué)成分。其中電參數(shù)與電解液組成對微弧氧化膜的形成影響最大。微弧氧化工藝從直流氧化法發(fā)展到交流氧化法是微弧氧化技術(shù)的一大進步。采用交流電壓模式的微弧氧化法極大地提高了膜層的制備效率，改善了膜層的結(jié)構(gòu)，極大地促進微弧氧化技術(shù)的發(fā)展。目前大多采用非對稱交流脈沖電源進行微弧氧化工藝，在實際過程中取得了良好的效果。特別是負相電流的使用可以改善氧化膜結(jié)構(gòu)及相組成。

      電參數(shù)是影響微弧氧化膜形成的重要因素之一。具體而言，對應(yīng)不同的微弧氧化電解液， 電參數(shù)都有自己的工作范圍。電壓過小，膜層生長速率低，膜層較薄，硬度也較低，工作電壓過高，膜層容易出現(xiàn)局部擊穿現(xiàn)象，對膜層耐腐蝕性能不利。電流密度的增大。幾乎所用電解液中膜層的生長速率及厚度增加，同時伴隨膜層硬度增高。但電流密度增長有一個極限， 超過這個值，氧化膜生長過程中產(chǎn)生燒蝕現(xiàn)象。膜層的生長速率隨電源的頻率增大而降低， 但當頻率增大一定值時，速率的降低已經(jīng)不明顯了，同時頻率的高低可以明顯改變氧化膜的相組成，高頻下組織中非晶態(tài)相遠遠高于低頻試樣。此外脈沖電源制備的氧化膜性能較其他電源都好，主要是頻率、占空比等電參數(shù)對試樣表面放電特征有明顯影響且容易控制，可通過調(diào)整電參數(shù)優(yōu)化膜層的性能。

（1）電壓

      當電壓超過某一值，發(fā)生放電擊穿后微弧氧化才能進行，因此陶瓷層厚度和施加的電壓有著密切關(guān)系。由于電擊穿過程是一個包含化學(xué)和電化學(xué)過程以及光、電、熱等作用的復(fù)雜行為，理論研究十分困難。根據(jù)S.Ikonopisov等的電子雪崩模型，擊穿電壓主要取決于金屬的性質(zhì)、電解液的組成及溶液的導(dǎo)電性，而電流密度、電極形狀以及升壓方式等對擊穿電壓的影響較小，而陶瓷層厚度與擊穿電壓和最終成膜電壓都有關(guān)。王弧明等研究認為陶瓷層厚度隨最終成膜電壓的升高呈線性增加。電壓為 5 0 0 V時， 陶瓷層厚度達到 2 2 μm ， 此后電壓值增大，陶瓷層厚度增加顯著，在電壓為 5 5 0 V時，陶瓷層厚度達到3 5 μm。終止電壓還影響膜層的形貌特征和成分。當電壓增大時，陶瓷層中微孔的數(shù)目增多；孔徑變大， 陶瓷顆粒也變大，表面更加粗糙。同時，陶瓷層中金紅石相對銳鈦礦的含量變小。主要原因是電壓升高，單脈沖放電能量增加，有利于銳鈦礦相金紅石的轉(zhuǎn)變，同時放電通道形成物凝固后留下的孔徑更大，陶瓷層表面變得更加粗糙。

（2）電流密度

      電流密度對陶瓷層的生長速率、陶瓷層厚度、形貌和成分都有重要的影響。王亞明的研究結(jié)果表明，在恒電流方式下，膜層厚度隨時間呈線性關(guān)系，而在恒電壓方式下，由于電流密度逐漸降低，導(dǎo)致膜層的生長速率也降低。姚忠平的研究結(jié)果表明，電流密度小于6 A /dm2 陶瓷層均勻，但厚度不超過50μm電流密度大于10 A/dm2，陶瓷層變得多孔、粗糙，與基體的結(jié)合變差，厚度可達到100μm電流密度在6 ~10A／dm2 之間時獲得的陶瓷層均勻、致密、與基體結(jié)合好，厚度在50～100μm之間此外。正負電流密度不同時膜層有著不同的特征。正負電流密度均為8 A／dm2時，陶瓷層緊密，黃色中帶有一點淺灰色。增大正電流密度，陶瓷層變得疏松多孔, 同時三氧化二鋁的含量增加，金紅石的含量降低；增大負電流密度，膜層變得致密，而三氧化二鋁的含量降低，金紅石的含量增加。 

（3）頻率和占空比

      頻率和占空比都影響到單個脈沖持續(xù)放電的時間，繼而影響到單個脈沖的放電能量。一般認為，頻率降低，占空比增大，在其他條件不變時，都將增大單個脈沖的放電能量，有利于陶瓷層的增長，陶瓷層因孔徑和晶粒都變大而變粗糙，同時有利于低溫亞穩(wěn)相向高溫穩(wěn)定相的轉(zhuǎn)變。王亞明等研究表明，頻率為200Hz 時，陶瓷層厚度達到34μm，隨頻率的升高，厚度下降很快，600Hz時為22μm，頻率繼續(xù)升高時，厚度減小趨勢放緩，在1800 Hz 時減小到7μm。同時，陶瓷層中銳鈦礦相對于金紅石的含量變大。當占空比小于12％時， 陶瓷層厚度隨占空比的增大增加較快，但獲得的陶瓷層較??；當占空比大12％時，陶瓷層較厚，但陶瓷層厚度增加的趨勢隨著占空比的增大逐漸變緩。翁海峰等對占空比的研究獲得了不致的結(jié)果；隨著占空比的增大，陶瓷層厚度變化范圍較小，而且先增大達到最大值后又有減小的趨勢。      

（4）溶液濃度及酸堿度

      溶液濃度對氧化膜的成膜速率、表面顏色和粗糙度都有影響；酸堿度過大或過小，溶解速度都加快，氧化膜生長速度減慢，所以一般選擇弱堿性溶液。

（5）電解液配方

      微弧氧化電解液的配方是獲得所需氧化膜的關(guān)鍵技術(shù)之一，不同的電解液成分及工藝參數(shù)，所獲得的膜層性能也不同。微弧氧化的電解液一般采用弱酸性或弱堿性的鹽溶液體系( 如鋁酸鹽體系，磷酸鹽體系，硼酸鹽體系等)，可以在溶液里添加一些有機或無機鹽作為輔助添加劑，改變膜層的性能，比如硬質(zhì)氧化膜、耐蝕氧化膜、具有生物活性的氧化膜及不同顏色的裝飾氧化膜等。俄羅斯的研究者確認磷酸鹽中制備的微弧氧化膜層可以將鈦一鈦摩擦副的摩擦系數(shù)降低到0.16～0.28，防止緊固件和其他結(jié)構(gòu)件以及在海水和大氣中工作的導(dǎo)管和閥門的接觸咬卡和擦傷，當組件難以或者不能采用潤滑劑時特別適合采用這種膜層。耐點蝕試驗表明，與鈦合金基體相比。腐蝕電流密度明顯降低，耐點蝕能力提高。微弧氧化膜層還具有其他特殊的性能，研究表明，電解液中加入銻化物、鈣化物、磷化物、鋁化物等制備的膜層可以防止或減少海水中有機物在鈦合金表面的附生；微弧氧化膜層還可以降低表面的鹽沉積速度，減緩因結(jié)垢導(dǎo)致的熱交換管的導(dǎo)熱率下降。黃平在含磷鈣的電解液中制備出多孔的微弧氧化膜，提高了鈦合金人體植入件的生物相容性，有利于骨細胞的吸附和結(jié)合。

（6）氧化時間

      隨氧化時間的增加，膜層厚度增加，但有極限氧化膜厚度，膜表面微孔密度降低，粗糙度變大。若氧化時間足夠長，達到溶解與沉積的動態(tài)平衡，對膜表面有一定的平整作用，表面粗糙度反而減小。

（7）溶液溫度

      溫度低時，膜層的生長速度較快，膜致密，性能較佳，但溫度過低時，氧化作用較弱，膜厚和硬度值都較低；溫度過高時，堿性電解液對氧化膜的溶解作用增強，致使膜厚與硬度顯著下降，且溶液易飛濺，膜層易被局部燒焦或擊穿。

參考文獻：

《焊接》2008年第5期——《專題綜述》——《鈦合金微弧氧化技術(shù)的研究》

《中國陶瓷工業(yè)》2007年第1期——《 鈦合金微弧氧化技術(shù)的研究現(xiàn)狀及展望 》

《材料導(dǎo)報》2006年11月第20卷專輯——《電解液和電參數(shù)對鈦合金微弧氧化的影響》

《潤滑與密封》2007年11月第32卷第11期——《鈦合金微弧氧化層的摩擦學(xué)性能研究》

《電鍍與涂裝》第24卷第6期——《微弧氧化技術(shù)的特點、 應(yīng)用前景及其研究方向》

《中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報》2008年7月第37卷第4期——《鈦合金微弧氧化陶瓷層的結(jié)構(gòu)研究》