镁合金材料与其它金属材料相比具有更优异的材料性能,比如较高的比强度和比刚度,电屏蔽性,易于加工等,所以镁合金材料具有十分广阔的应用领域,并已经被广泛的应用于交通运输,航空航天,生物医疗等诸多领域。由于镁的性质较为活泼,所以镁合金的不耐蚀,不耐磨以及摩擦系数大等缺点限制了其在各领域中的继续发展。现阶段,通过微弧氧化技术制备的微弧氧化膜,在增加膜层的耐蚀性及耐磨性有明显作用,但是为了能进一步提高膜层的各方面性能,通过文献总结,本文采用微弧氧化技术并通过加入纳米颗粒的联合方式,在镁合金表面制备微弧氧化PEO陶瓷涂层,进一步改善镁合金材料的耐蚀性及耐磨性。因此,本文在AZ91D镁合金表面制备微弧氧化PEO陶瓷涂层的基础上,在膜层中复合纳米ZrO2颗粒,研究了工艺参数、纳米ZrO2颗粒尺寸、含量对PEO陶瓷涂层的耐蚀性及耐磨性的影响,并对PEO陶瓷涂层的磨损机理和腐蚀机理进行探讨。首先,采用响应曲面法探讨了微弧氧化电源脉冲频率、电解液中EDTA-2Na浓度以及电解液中ZrO2的含量对PEO陶瓷涂层厚度与电化学阻抗值的影响。结果表明,三者均对响应结果呈相关关系。三者影响程度顺序为:微弧氧化电源脉冲频率＞电解液中ZrO2的含量＞电解液中EDTA-2Na浓度。其次,在电源脉冲频率为200Hz,电解液中EDTA-2Na浓度为5g/L的实验条件下,研究电解液中纳米ZrO2颗粒的粒径和含量对微弧氧化PEO陶瓷涂层的结构和性能的影响。其中纳米ZrO2颗粒粒径选用30nm、50nm、100nm,电解液中纳米ZrO2颗粒的含量设为1g/L、2g/L和3g/L。实验结果表明:纳米ZrO2颗粒能够被成功地渗入到PEO陶瓷涂层中。膜层中的ZrO2颗粒主要分布在疏松层,同时膜层中还存在着MgO和Mg2SiO4相。硬度试验结果说明PEO陶瓷涂层的硬度均高于普通微弧氧化膜层的硬度。在耐磨性方面,因纳米ZrO2颗粒分布在膜层的表面提升了膜层的耐磨性,降低了复合膜层的摩擦系数,粒径为100nm、含量为2g/L时制备的PEO陶瓷涂层的耐磨性最好。在耐蚀性能方面,PEO陶瓷涂层的耐蚀性均高于普通微弧氧化膜层,其中粒径为100nm、含量为2g/L时制备的PEO陶瓷涂层的耐蚀性能最优,盐雾试验进一步说明了此条件下的PEO陶瓷涂层的耐蚀性较好。最后对纳米ZrO2颗粒对微弧氧化PEO陶瓷涂层的影响机理进行探讨。