为了探究活塞表面超低热容防护涂层的调控机制及工程问题，本研究采用Al/Ti示踪试样探究PEO过程中放电特性及微观结构的生长演变，并通过电场分析及预制层的方法解决工程中面临的厚度不均匀问题和非阀金属活塞涂层问题。研究中，采用硅酸盐电解液在示踪试样表面分别进行动态、进稳态和稳态阶段的PEO处理，采用等离子体发射光谱仪采集PEO过程中的物质及电离阶段，采用SEM-EDS进行微观结构和元素分析，组织结构和示踪相成分分别采用XRD和拉曼光谱分析仪进行表征。结果表明：在放电初期，主要以表层Al涂层放电为主，表层整体是沿厚度方向逐渐被啃噬氧化，同时底层Ti在早期也一定程度的参与放电；在近稳态放电阶段，可探测到TiI和Ti II的新光谱峰，涂层内部锐钛矿相和金红石相结晶度随之提高，涂层表面出现大量的孔洞结构；在放电后期，贯穿孔洞内部出现显著的高能集中放电，这个过程中，大量Ti元素通过B型放电从底层喷射而出，并在孔洞附近不断积累堆积，最终演变形成了封闭或半封闭孔洞，持续的高能放电使TiO₂大多以金红石相形式存在，而且在孔洞内部有的大量的非晶SiO₂。与此同时，在孔洞内部也存在其他形式的放电，使孔洞内部呈嵌套着“蜂巢”结构反应产物的半封闭孔洞。通过电场模拟分析并制备特定阳极，可显著提升涂层均匀性。
 

隔热涂层；微弧氧化；活塞；内燃机；低热容