本文以Na2SiO3和(NaPO3)6为电解液，分别采用恒压模式和恒流模式对Ti–6Al–4V进行等离子电解氧化。通过分析膜层生长速率、电压电流波形、膜层形貌及相组成等对成膜机理和膜层微观结构进行研究，同时采用电化学试验，微动磨损试验以及纳米压痕试验对膜层的耐蚀性、耐磨性和硬度进行研究。最后通过对比钛合金和锆合金等离子电解氧化过程中的成膜效率及膜层形貌初步探讨了不同金属等离子电解氧化的机理。本研究主要结论如下：(1)和其它阀金属相比，钛合金等离子电解氧化时适合用较小的占空比，减小占空比可以增加脉冲电流平台值，有利于钛合金等离子电解氧化过程的维持。(2)恒压模式下膜层在PEO处理前10min内生长迅速，速度达3.3μm/min。随后迅速降低，30min后，仅保持0.2μm/min的低速增加。钛合金膜层主要物质为金红石、锐钛矿和大量的非晶。非晶可能与膜层中大量的硅和磷元素有关，随着等离子电解氧化时间的延长，金红石含量增加。采用恒流模式生成的膜层厚度大于恒压模式(处理60min的膜层厚度分别为(恒压模式44μm和恒流模式79μm)，且膜层致密性和均匀性较好。(3)摩擦性能分析表明两种模式生成的膜层对钛合金的耐磨性能都有很大提高，而且处理时间越长，耐磨性能越好。膜层良好的耐磨性能归因于膜层的高的H/E值(硬度与弹性模量的比值)，即膜层具有高硬度，低的弹性模量。纳米压痕分析表明膜层的硬度均大于基体，膜层最外层高达6.1GPa，最内层3.8GPa，与基体3.5GPa很接近；膜层的弹性模量从内至外为48.5-64.6GPa，远小于基体(88.8GPa)，膜层H/E值从内到外逐渐增大。(4)电化学分析表明膜层的耐蚀性能相比基体都有大幅度提高，钝化电流比基体减小了1-2个数量级，耐蚀性能随PEO处理时间的增加而变差，表现为钝化电流随膜厚的增加而升高，这种现象可能与长时间处理的膜层形成大量的裂纹和气孔等缺陷有关。(5)在同一电解液中，钛合金和锆合金等离子电解氧化膜层生长动力学曲线和膜层形貌相差很大，氧化初期，钛合金膜层生长速度大于锆合金，随着膜层厚度的增加，钛合金膜层生长速度变得缓慢，而锆合金可以持续较大速度增长。钛合金PEO较低的成膜效率可能与它表面更易析氧有关。此外，微观形貌分析表明钛合金表面形貌显“珊瑚礁”状，而锆合金表面含有众多的“圆饼”状的微结构，这与等离子电解氧化时的火花放电类型有关。