铝合金由于其高强度重量比和良好的加工性能而广泛应用于航空航天和运输等工业领域。虽然铝合金表面可生成天然的钝化膜,但其氧化膜较薄,尤其是长期工作在富氯的腐蚀环境中时,其耐腐蚀性严重不足。为了解决铝合金的腐蚀问题,本文利用微弧氧化技术在铝合金表面原位生成致密的金属氧化物陶瓷涂层,并通过多种掺杂方式大幅度提高铝合金微弧氧化膜层在高湿度、高盐度环境下的耐腐蚀性能。首先为了解决掺杂颗粒与生成氧化物的熔合问题,选择与铝活性相近、且活性略低于铝的含锌氧化物颗粒对氧化铝涂层进行掺杂。结果表明:氧化锌颗粒在电弧放电的高温下可以实现与氧化铝的无缺陷熔合,形成纳米晶分布在膜层中,大大提高了微弧氧化膜层的致密性,同时氧化锌的掺杂会带入更多电解液中的离子,形成耐腐蚀性更好的磷酸盐和硅酸盐化合物。掺杂后的膜层的腐蚀电流密度(i_corr)比铝合金基体的i_corr小4个数量级,经过14天3.5 wt.%氯化钠浸泡后,未掺杂膜层出现海绵状疏松结构和大面积的裂纹,膜层遭到明显破坏,而掺杂氧化锌的样品表面仍然致密,未出现明显的腐蚀痕迹。鉴于磷酸锌的超低溶解度,同时为了提高膜层掺杂的均匀性,本文通过在磷酸盐电解液中加入乙酸锌形成新型电解液,获得磷酸锌均匀掺杂的微弧氧化涂层。结果发现,掺磷酸锌的微弧氧化膜层相对铝合金基体不仅具有小4个数量级的腐蚀电流密度,且腐蚀电位提高了约0.5 V,表现出更好的耐腐蚀性能,中性盐雾实验发现掺杂后的涂层腐蚀寿命可达11000小时以上。不同时间盐雾腐蚀结果表明膜层表面的磷酸锌在腐蚀过程中会在表面能的作用下自发地随腐蚀液滴进入孔洞,对孔洞的腐蚀进行自我修复,阻止腐蚀液进入铝基体形成破坏性裂纹,从而实现了超常的盐雾腐蚀寿命。这种无机材料的自修复防腐蚀概念可以扩展到其他材料,具有一定的指导意义。