本文以去除镁合金微弧氧化电解液体系中的氟化物和降低电解液体系的pH值为目的，借助扫描电子显微镜、能谱仪、X-射线衍射仪及电化学工作站等表征方法，揭示了微弧氧化电解液体系中KF、四硼酸钠及pH值对镁合金表面微弧诱发过程及陶瓷层特性的影响规律，分析了氟化物、四硼酸钠及pH值在镁合金表面微弧诱发过程及陶瓷层生长过程中的作用机理，研究了镁合金微弧氧化电解液体系中去除氟化物和降低pH值的理论依据，探讨了以四硼酸钠替代氟化物的试验效果，获得了配制无氟低碱度镁合金微弧氧化电解液的工艺方法，为镁合金微弧氧化电解液体系的研究和应用提供了理论依据和实验支撑。研究结果表明:　　KF的加入使溶液体系的电导率从37.7 mS/cm增大至51.5 mS/cm，增大了13.8mS/cm，大的溶液电导率使击穿放电瞬间的脉冲能量增大。在强脉冲放电条件下，电解液体系中的F-与游离的Mg2+结合生成具有高阻抗、低熔点特性的难溶性化合物MgF2，该高阻抗特性沉积物的生成对电流具有一定的阻挡能力，使阻挡层颗粒（或团簇）界面（未结合部）分得更大的电子流通量，进而使电流更加不均匀的通过阳极试样表面而产生微弧诱发现象。微弧放电发生后，KF主要影响了阳极试样表面微弧氧化陶瓷层的致密度，低熔点特性的MgF2在焦耳热的作用下熔融，胶体状熔体铺展并填补薄弱或缺陷区域，进而加快了微弧氧化陶瓷层的生长。因此，可以寻找能够与Mg2+结合生成同MgF2具有相同特性的物质作为氟化物的替代物。　　偏硼酸镁同氟化镁具有相似的物理和化学属性。微弧放电发生前，四硼酸钠发生水解反应，在碱性条件下与游离的Mg2+结合于阳极试样表面形成具有高阻抗、低熔点特性的难溶性偏硼酸镁沉积物。随着电解液体系中四硼酸钠浓度的增加，沉积于阳极试样表面的偏硼酸镁结构由3g/L时的颗粒状逐步过渡到15g/L时的网状结构，这些具有高阻抗特性的偏硼酸镁沉积层的形成为微弧放电过程的进行构建出了合适的电场条件。微弧放电发生后，沉积于阳极试样表面的偏硼酸镁沉积层通过提高等脉宽恒峰值电流条件下的放电电压而增强了单脉冲的放电强度，进而加快了微弧氧化陶瓷层的生长。因此，可以选择四硼酸钠作为氟化物的替代物，配制无氟镁合金微弧氧化电解液。　　pH值为金属基体与微弧氧化电解液体系中阴离子的反应提供了合适的电化学环境，高pH值条件下有利于阴离子的胶体化团絮，并迁移至阳极试样表面形成沉积层。当电解液体系的pH值由9增加至11，微弧诱发时间、弧斑大小及数量、陶瓷层厚度等变化出现明显的突越点。当电解液体系的pH值达到13时，陶瓷层的厚度最大(44.38μm)，单位厚度能耗最小，仅为4.22kJ/μm。然而，当微弧氧化电解液体系中的pH值较低时不利于阴离子的胶体化团絮，阳极试样表面生成的沉积物的量相对较少，对电流基本没有阻挡能力，阻挡层颗粒（或团簇）界面（未结合部）可以分得电子流通量较少，脉冲强度较小，所以微弧诱发现象不明显，不利于微弧氧化陶瓷层的生长，可以通过延长微弧氧化时间来弥补低pH值的不足。采用二次实验方法，于低pH值电解液体系中加入不同浓度的偏钒酸铵，可以制备具有不同颜色深度的绿色微弧氧化陶瓷层。