2.4.2 添加剂
电解液添加剂可以分为有机添加剂和无机添加剂两大类。有机添加剂如醇类、有机胺类、有机硅氧烷、有机酸类及它们的盐等物质，这类添加剂主要是在MAO过程中起到抑弧作用，从而获得表面微孔分布均匀的氧化膜，提高膜层的致密性和防腐性；同时可起到降低能耗的效果，见表1。无机添加剂如石墨烯、Al2O3、SiO2等物质，这类添加剂在MAO过程中可以参与成膜，从而提高膜层的防腐、抗磨等性能，见表2。关于添加剂的种类和作用，在文献中都有详细分析，这里仅列表比较部分添加剂的作用，以供参考，不再详细赘述。
2.5 后处理
由于微弧放电作用导致MAO膜具有微观多孔的结构，这种结构特征大大降低了膜层对基体的防腐抗磨性能。因此，必须对MAO膜进行封孔或复合涂层处理来提高其对镁合金基体腐蚀磨损的防护能力。
2.5.1 封孔处理
封孔的主要方法有沸水、铬酸盐、硅酸盐、磷酸盐、碳酸盐、溶胶-凝胶、石蜡以及有机物封孔等。蒋百灵等对MAO 膜用石蜡、丙烯酸和沸水溶液进行封孔处理，分析表明，石蜡封孔耐蚀性效果最好。Kim 等比较了NaOH和Al（OH）3溶液对AZ91 镁合金MAO膜封孔的耐蚀性能，研究表明，1 mol/L NaOH在373 K处理30 min的封孔效果最佳。但袁兵等对MAO样品分别进行浸石蜡、喷涂聚苯乙烯泡沫银粉漆、电泳处理，经研究表明，MAO膜与电泳漆结合膜层的耐蚀性最佳。Jiang 等、Zhang 等以及本课题组利用MAO技术在镁合金表面构筑微纳结构，然后进行疏水改性，有效地提高了镁合金的耐蚀性能。图5 为MAO膜改性前后的表面形貌及其表面接触角，改性后涂层表面表现出超疏水性能。Cui 等利用聚甲基三甲氧基硅烷封孔MAO处理的AZ31 镁合金，在表面获得了自愈合MAO/聚硅烷复合涂层，有效提高了MAO膜的长效腐蚀防护能力。陈宁宁等将石墨烯与硬脂酸共混溶液滴涂在MAO处理的AZ91镁合金表面，获得静态接触角达到162°的超疏水膜层，有效地提高了MAO 膜对基体的腐蚀防护能力。然而，这些封孔及表面疏水改性，主要依靠物理吸附作用，效果持久性和耐磨性能较差。
最近，环境友好的铈盐封孔处理引起了很多学者的注意。Mohedano等研究了铈盐浓度和封孔时间对MAO膜层防护性能的影响。结果表明，MAO处理的AM50 镁合金在10 g/L Ce（NO3）3·6H2O+0.3 g/LH2O2溶液中30 ℃封孔3 h，获得的膜层封孔效果最佳。如图6 所示，封孔过程中产生的CeO2进入了氧化膜微孔内，从而提高了膜层的致密性，进一步提高了膜层的腐蚀防护能力。随后，Van Phuong 等采用两次封孔工艺密封MAO处理的AZ31 镁合金样品。首先在0.023 mol/L Ce（NO3）3·6H2O+0.25 mol/LH2O2溶液中（25±1） ℃封孔20 min，然后在0.1 mol/LNaH2PO4溶液中（90±1） ℃封孔20 min。结果显示，单一封孔处理的样品在0.5 mol/L NaCl 溶液中浸泡仅5 d 便出现明显的腐蚀特征，而复合封孔处理的样品浸泡20 d 未见腐蚀现象。
韩恩厚团队利用电解液中金属复盐在高温时发生分解参与成膜的原理，先后开展了氟锆酸盐、氟钛酸盐自封孔MAO技术。如图7 所示，MAO膜表面微孔内填充了物质，封住了微孔。随后，本课题组通过在硅酸盐体系中引入K2ZrF6，也获得了自封孔的MAO膜。这种自封孔MAO样品的耐蚀性比普通微弧氧化膜高，表面无需涂覆有机涂层就可以为Mg基体提供良好的腐蚀防护。
此外，陈宏等利用外加电场作用下胶体粒子向工件表面移动的原理，提出外加电场和MAO相结合的方法获得了自封孔MAO膜。如图8 所示，通过外加电场驱动带负电的Zr（OH）4胶体粒子进入微孔实现了微孔封闭的MAO膜。研究也表明，这种自封孔MAO膜样品的耐蚀性与膜层孔隙率及封孔填充物的成分和形态具有极大的相关性，且可通过调整外加电场强度和时间实现对自封孔的调控，从而改善防腐性能。Rehman等研究了两步MAO处理AZ91D 镁合金工艺。研究表明，第一步在Na2SiO3体系中氧化15 min，然后在含有K2ZrF6的硅酸盐复合体系中氧化10 min 时，涂层样品具有优异的耐蚀性能。如图9 所示，分析认为第二步MAO优先在第一步MAO膜的微孔区域发生击穿放电，从而实现对一次MAO膜的封孔，涂层致密化（表面孔隙率从5.6%降至1.2%），进一步提高了膜层的硬度和防腐性能。
由此可见，通过电解液掺杂，或外加电场，或多次工艺复合，都可实现封孔MAO膜。但相关的形成机理、优化工艺及性能强化仍需深入研究。
2.5.2 复合涂层处理
基于MAO膜与镁合金基体呈冶金结合及其表面微观多孔的特性，将物理气相沉积、有机涂层、大气等离子喷涂、化学镀/电镀等技术与MAO复合，可制备性能优异的功能涂层。如近期开展的工作：Yang 在镁合金表面构筑MAO/（Ti:N）-DLC 耐磨涂层；本课题组在镁合金表面构筑硬质涂层；Fan 等在MB26 镁合金表面制备MAO/（APS）Yb2SiO5热障涂层。这些复合涂层处理大大提高了MAO膜对镁合金基体的防腐抗磨性能。有关这方面的工作，在文献中有详细综述，这里不再赘述。
2.6 前处理
MAO处理前，对材料表面进行适当的前处理来改变其表面的组织结构，对后续的MAO处理及膜层的性能影响也是非常重要的。Wang 等通过含有Al（NO3）3 的溶液对AZ91D 镁合金进行超声预处理，结果提高了MAO膜均匀性，增强了膜层的腐蚀防护能力。Krishna 等首次采用冷喷涂技术在AZ91 镁合金表面预沉积Al 层，然后对其进行MAO处理，结果获得了梯度成分分布的镁铝尖晶石结构涂层，表现出了良好的防腐性能。Cai 等首先对AZ91D镁合金进行硝酸铈化学转化处理，然后进行MAO处理，获得了CeO2掺杂的致密MAO膜，并表现出优异的耐蚀性能。Hariprasad 等比较了铈盐转化作为MAO前处理和后处理对膜层防腐性能的影响。分析表明，铈盐转化膜前处理能够提供均匀的表面结构，进一步增强了后续MAO膜的致密性，从而提高了其对基体的腐蚀防护能力。可见，基体表面微结构或表面状态对MAO膜性能有显着的强化作用。
宋东福等研究表明，基体表面粗糙度影响MAO过程及膜层的防腐性能，与表面喷砂（Ra 2.2 μm） 相比，砂纸打磨（Ra 0.5 μm） 样品的耐蚀性能提高了40% 。Gheytani 等利用表面机械研磨技术（SMAT） 实现AZ31B镁合金表面纳米化（5~10 nm），再经MAO 处理所得膜层样品的极化电阻增加了700%，耐磨性增加了105%。由于表面机械研磨需要在真空环境中进行，限制了样品尺寸，加之环境粉尘和噪音污染，不利于大规模应用。Chen 等采用表面超声冷锻工艺（UCFT） 对镁合金进行表面纳米化（48.67 nm），分析结果也证实表面纳米化细化了AZ31B 镁合金表面晶粒，降低了表面粗糙度，获得了致密耐蚀的MAO膜。可见基体表面晶粒细化影响MAO膜层的致密性。
Wang 等通过激光表面熔融技术对AZ91D镁合金进行预处理，然后再进行MAO处理。研究表明激光表面熔融处理促进了镁合金表面晶粒细化、Al 富集以及第二相粒子（Mg17Al12） 的重新分布，增加了MAO膜层的致密性，显着提高了复合膜层的耐蚀性能。Wei 等研究了Al 含量对MAO膜结构及性能的影响。结果表明，随着Al 含量增加，镁合金中β相和共晶（α+β） 相数量增多，膜层孔隙率先减小后增加，从而影响了膜层的耐蚀性。随后，该课题组的Chen 等[证实了第二相粒子的尺寸影响MAO膜的结构。尺寸越细小，分布越均匀，所得膜层就越致密，耐蚀性就越好。
此外，基体表面微观结构构筑，如微米凹槽，对MAO能耗、膜层生长速率、硬度及耐蚀性能影响较大，但在镁合金表面报道较少，有待于进一步开展相关研究。
3 存在的问题与建议
从国内第一篇镁合金表面微弧氧化文献报道至今，经过二十多年的研究，镁合金表面MAO处理技术已经有了长足的发展，但MAO技术及其在镁合金表面的理论研究和应用仍存在许多不足，亟待进一步完善。
（1） MAO机理：仍无法用清晰的理论模型阐明MAO的火花放电及成膜过程，亟待从热力学、动力学角度及现代高科技分析技术，深入分析并完善理论模型，用于指导微弧氧化。
（2） 镁合金基体：基体的元素组成及表面状态，显着影响MAO膜的形成过程及性能，但由于镁合金基体组成的多元化、MAO前处理的多途径及研究的分散性，缺乏对某一合金MAO前处理的系统性研究。
（3） MAO电源：电源决定着不同工作模式下各电参数的特性，但各研究机构采用的电源或是企业成熟的设备技术或是自己研发的设备，加之在部分文献中对电源设备的各参数描述不够详细，导致各文献之间所得膜层与影响因素的关联性存在差异，数据的有效性和可参考性不足。
（4） 电解液：电解质种类及浓度显着影响MAO过程的起弧电压与膜层性能，但不同电源电参数调控下的电解液组成及电解质浓度差异较大，各组成尤其是阴离子对膜层某一性能（如防腐性） 的有益贡献和作用机理不清楚，加之文献中所采用的浓度单位或是g/L，或是mol/L，导致部分优化配方对理论研究或大规模工业化应用的可参考性不足。
（5） MAO膜性能强化：为强化MAO膜性能，可通过电解液掺杂、多步MAO处理、MAO辅助、MAO膜封孔及复合涂层等技术实现，但这些强化技术之间相对独立，对MAO膜性能的强化程度缺乏比较，且在机理、工艺优化及性能关联性等方面的研究不够完善。
此外，也期望国内知名机构或学者，建立MAO处理技术相关数据库，实现各电源、MAO工艺之间的数据共享，提高各数据的有效性和参考性，促进MAO技术的研究及其在工业中的大规模应用。
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