铀因为具有独特的核性能而广泛应用于军事、核能等领域,但又因其活泼的化学性质而难以在大气中稳定存在。金属铀在常温下能够与水、氧气等发生化学反应,这不仅影响了自身性质,还对环境造成污染、对操作者造成危害。因此,金属铀的防腐处理非常重要。利用表面处理技术在金属表面制备保护涂层是常用的金属防腐蚀方法,阴极微弧电沉积技术是一种新兴的表面处理技术,能够在金属表面制备具有良好防腐蚀性能的陶瓷膜层。该技术虽然是由微弧氧化技术发展而来,但它克服了微弧氧化只能以阀金属作为基体材料的局限性,能够在各种金属或导电非金属表面制备陶瓷膜层。阴极微弧电沉积陶瓷膜层有两种方法：恒流法和恒压法。本课题组王佳佳等利用恒流法在贫铀表面制备了耐蚀性较好的氧化铝陶瓷膜层,但也发现,恒流法存在工艺稳定性差、重复性不高,膜层粗糙度大、孔隙度高等问题。本研究探索了恒压法在贫铀表面制备氧化物陶瓷膜层,研究了电解质浓度、电源参数（电压、频率和占空比）等对膜层结构的影响,获得了优化工艺参数,制备了氧化铝、氧化铝-氧化锆、氧化铝-氧化钇陶瓷膜层,并对膜层的组织结构和耐腐蚀性能进行了测试。主要结果如下：1、电源电压和硝酸铝浓度对贫铀表面阴极微弧电沉积氧化铝陶瓷膜层的组织结构与性能都有显著的影响。当电压值为320 V、硝酸铝浓度为1 mol/L时可以在贫铀基体表面获得组织结构和性能较优的氧化铝陶瓷膜层。2、恒压法阴极微弧电沉积制备陶瓷膜时,各电源参数中,电源电压对膜层厚度、表面粗糙度、电化学腐蚀性质的影响最大,其次是频率,最后是占空比；但占空比对膜层中a-Al203的含量影响最大。3、利用恒压法在贫铀表面制备氧化铝膜层时,优化的工艺参数是：电解液中硝酸铝浓度1 mol/L、电源电压320V、频率1200Hz、占空比10%。在此工艺参数下制备的氧化铝膜层的厚度约104μm、表面粗糙度约7.6μm；其在浓度为50 μg/g KCl腐蚀介质中的腐蚀电位约为176mV、腐蚀电流密度约为1.19×10-6A,比贫铀样品降低了一个数量级。4、在电源电压320 V、频率1200 Hz、占空比10%、沉积时间40 min的条件下,分别在1 mol/L A1（NO₃）₃、1 mol/L Al（NO₃）₃+0.1 mol/L Zr（NO₃）₄和1 mol/LAl（NO₃）₃+0.1 mol/L Y（NO₃）₃溶液中利用恒压法在贫铀基体表面制备了Al₂O₃、Al₂O₃-ZrO2、Al₂O₃-Y2O₃陶瓷膜层。Al₂O₃膜层中,γ-Al₂O₃为主晶相,α-Al₂O₃含量比较少；Al₂O₃-ZrO2膜层中,γ-Al₂O₃和c-ZrO₂为主晶相；Al₂O₃-Y2O₃膜层中,γ-Al₂O₃和立方相Y₂O₃为主晶相。三种膜层均具有较低的表面粗糙度,膜层与基体结合良好。三种膜层在常温大气环境和100℃、相对湿度90%的空气环境中均具有较好的稳定性；在浓度为50μg/gKCl的腐蚀介质中,腐蚀电流密度均比贫铀基体降低约一个数量级,其大小顺序为：Al₂O₃膜层>Al₂O₃-ZrO₂膜层>Al₂O₃-Y2O₃膜层；复合陶瓷膜比单一氧化铝陶瓷膜具有更好的耐大气腐蚀和湿热腐蚀性能。