微弧氧化陶瓷层生长是等离子微区放电能量逐渐增大而陶瓷层的致密性逐渐下降的过程。本文研究了陶瓷层生长过程中微区放电能量与陶瓷层致密性的对应关系、相同厚度不同致密性陶瓷层的制备、双极性负向脉冲电压对陶瓷层生长时最大微区放电能量的影响,探讨了微区放电能量对陶瓷层致密性的作用机制及致密陶瓷层生长工艺的调控依据,为解决铝合金微弧氧化陶瓷层绝缘和导热的矛盾提供了可行途径。研究结果如下:微弧氧化不同阶段试样表面等离子微区形态依次为:无弧-辉光放电-银白色弧光放电-过渡放电-橘黄色微弧放电-橘黄色大弧放电等六个阶段,不同的弧光形态对应不同的微区放电能量,微区放电能量从2.19×10-4J逐渐增加至4.91×10-2J。陶瓷层的厚度由5μm增加到40μm时,绝缘强度从79.6MV/m下降到19.01MV/m。陶瓷层是随厚度增加而致密性下降的非均质结构,其生长过程中的最大微区放电能量决定了陶瓷层的致密性;双极性负向脉冲电压可影响陶瓷层的致密性,当陶瓷层厚度均为15μm时,试样表面终止弧光形态不同,对应的微区放电能量也不同,陶瓷层表面等离子微区放电能量越小,致密性越好,击穿电压最高和最低分别为725V和591V,相差22.7%。最后,本文提出陶瓷层制备时以试样表面弧光形态和数量为依据,通过控制负向脉冲电压改变微弧氧化陶瓷层微区放电能量,可调控不同厚度陶瓷层的致密性。其中,陶瓷层厚度为40μm时,陶瓷层的孔隙率由45.8%减小到27.9%,对应的击穿电压由751V提高到1182V。表面陶瓷化均提高了试样的热阻,但致密陶瓷层和疏松陶瓷层试样相对于铝合金基体分别提高了 53%和97%,致密陶瓷层比疏松陶瓷层试样热阻要小30%。