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铝及其合金由于比强度高、密度小、易于成型等特性,被广泛应用在航空、汽车工业等领域。但由于其表面颜色单一、硬度低、耐磨耐蚀性差,限制了铝及其合金的应用。因此,对铝及其合金进行表面处理以期得到外观精美、性能优良的陶瓷膜层具有重要的实际应用价值和科学价值。目前用于铝及其合金表面着色的方法主要是化学染色法、整体染色法、电解着色法,但获得的膜层薄容易剥落。微弧氧化是在传统阳极氧化的基础上发展起来的一种新兴的表面处理技术,利用这种技术可获得附着力高、色泽稳定、耐磨耐蚀性好的陶瓷膜层。本文以6063铝合金为基体材料,在以硅酸钠-氢氧化钾为主电解液体系、硫酸钴为着色剂的电解液中,制备蓝色微弧氧化陶瓷膜层,研究了电解液参数和电参数对微弧氧化膜层的组织结构和性能的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)以及透射电子显微镜(TEM)分别对膜层的相组成、微观形貌、元素含量及微观组织进行分析,并进行选区电子衍射结构的分析。采用涡流涂层厚度仪、划痕试验仪检测微弧氧化陶瓷层的厚度及与基体的结合强度,利用电化学腐蚀方法检测陶瓷层的耐蚀性能,优化出制备性能良好的蓝色微弧氧化膜的工艺参数。试验结果表明,硫酸钴、硅酸钠、正向电压和负向电压对膜层的影响趋势相似,随着影响因素数值的升高,膜层颜色加深、厚度增加、膜基结合强度及耐蚀性先提高后降低；氟化钠的加入使膜层颜色加深,厚度增加,而且提高了膜基结合强度和膜层的耐蚀性；随着占空比的提高,膜层颜色加深,厚度先增加后变化不大,膜基结合力先增大后减小,耐蚀性逐渐提高。通过分析比较得出,当硅酸钠浓度为8g/L,氢氧化钾浓度为1.5g/L,硫酸钴浓度为0.8g/L,氟化钠的浓度为0.5g/L,正、负向电压分别为460V、100V,频率为300Hz,正、负占空比分别为60%、30%,处理时间为10min时,制备的膜层呈蓝色,表面致密均匀,耐蚀性能良好,与基体的结合强度高。另外,透射电子显微镜分析结果表明膜层中含有蓝色物质Al2CoO4,所以膜层显示蓝色是因为Al2COO4的生成。