微弧氧化(Microarc oxidation mAO)是通过电解液与相应电参数的组合，在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用，生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷质膜层.此外，通过控制合适的电解液和电参数等工艺条件，在碳钢/低合金钢表面也可以实现微弧氧化制备得到氧化物陶瓷膜.微弧氧化在以轻合金材料为主的表面处理中具有特殊优势，已得到极大发展并获得实际应用.但微弧氧化陶瓷膜层在较苛刻的应用工况条件下(如高载荷运动场合、冷热交变场合、海洋环境等)仍存在摩擦磨损性能不高、抗热冲击性能较差、腐蚀防护性能不理想等不足.针对上述不足，近年来我们重点开展了高性能微弧氧化功能防护陶瓷膜层的可控制备及性能研究，取得的主要研究结果如下.通过电解液配方设计、电参数优化调节及添加复合润滑微粒等手段，调控微弧氧化膜层的生长机制，制备了具有优异耐磨及自润滑性能的氧化物陶瓷膜层.通过优化膜基结合强度，制备了具有热导率低、耐热性能高、抗热冲击好等优异热性能的膜层，用于高温热冲击场合以及高低温交变场合，可有效提高钛合金、钢结构件的工作温度.针对微弧氧化膜腐蚀防护性能不理想的问题，一方面，利用微弧氧化膜层的微孔作为"微型容器"储存缓蚀剂，缓蚀剂对微孔进行定向修复，显著提高了氧化膜的防腐蚀性能.另一方面，微弧氧化膜层的腐蚀防护失效行为不仅与氧化膜的自身特性有关，与膜/基界面特性也存在密切关系.利用不同的表面改性技术(如激光改性、搅拌摩擦加工、高能抛丸等)以及热处理技术对基体进行预处理，可以实现微弧氧化膜/基界面特性的调控，并最终得以可控地调变其耐腐蚀性能.通过调整微弧氧化电解液的成分制备了颜色多样的氧化膜，其色泽均匀且颜色非常稳定，不易褪色.在各种着色膜层中，基于实际应用需求，重点研究了黑色和白色膜层的制备工艺，开发了具有高吸光率(α=0.9～0.95)、高发射率(ε=0.83～0.87)的黑色膜层和具有低吸光率(α=0.36～0.43)的白色膜层，解决了微弧氧化膜层一般为灰白色，特别是含Cu铝合金微弧氧化膜层为暗红色的问题，所制备的黑色和白色微弧氧化膜层在航空航天和武器装备等领域的热控、光学及消光器件的光吸收和热辐射表面涂装方面展现了广阔的应用前景.