铝合金由于其良好的物理化学性能,在航空航天、交通运输及民用建筑行业等领域占有重要地位。但铝合金表面力学性能（硬度、疲劳性能、耐磨性等）的不太理想制约了其进一步的应用。因此,通常对其进行阳极氧化处理以提高其力学性能。本课题以2024铝合金为基底,采用环保无机-有机电解液体系（硫酸-丙二酸）,在直流电源模式下,对其进行阳极氧化,研究不同工艺参数（硫酸体积比、氧化温度、氧化时间、添加剂）以及硅烷化处理对2024铝合金阳极氧化膜的表面力学性能及耐蚀性能的影响。1.在硫酸-丙二酸体系,控制氧化电流密度为3A/dm²,改变氧化温度（5⁴0℃）、硫酸体积比（4¹0vol.%）、氧化时间（50¹20min）以及无机添加剂硫酸锰浓度（0.5⁴g/L）,研究不同工艺参数对其表面性能的影响。结果表明,不同工艺条件下,氧化膜表面呈现纳米级的孔洞,且由一个个小单元连接而成;温度因素对氧化膜的表面孔结构影响较大,当温度高于25℃时,氧化膜孔径变大,小单元的孔结构排列变得不规则,温度继续升高,孔结构被破坏。不同的工艺优化的条件为:氧化温度10℃,硫酸体积比10vol.%,氧化时间60min,在此工艺条件下,氧化膜的各项性能为:氧化膜的膜厚为50μm,显微硬度为655.9HV,摩擦系数为0.324,磨损率最小,氧化膜的载荷-位移曲线都包括加载、保荷和卸载三个阶段,其纳米硬度为4.836Gpa,弹性模量为93.467Gpa,腐蚀电流密度为1.265′10^-7A/cm²,粗糙度为0.629μm。氧化膜厚随氧化时间的增加而显著增加,当氧化时间为120min时,氧化膜厚能达到104μm。氧化膜的显微硬度随温度的增加变化明显,当温度高于25℃时,氧化膜显微硬度显著降低,10℃的显微硬度最高。2.在最优的氧化条件下制备氧化膜,选用KH-550硅烷偶联剂对氧化膜进行硅烷化处理,制备阳极氧化膜-有机硅烷膜复合膜,研究不同的硅烷化处理工艺条件（硅烷体积比、硅烷水解时间、硅烷水解温度）对复合膜层的耐磨性及耐蚀性能的影响。阳极氧化后的氧化膜经过硅烷化处理后,膜层表面较为均匀,表面粗糙度降低,耐磨性以及耐蚀性显著增强。最佳的硅烷化工艺处理条件为:硅烷体积比为2vol.%,硅烷水解时间为48h,硅烷水解温度为30℃。硅烷体积比、水解时间以及水解温度过高,都会导致复合膜表面出现裂纹,不利于表面性能的改善。当硅烷水解时间为48h时,硅烷化处理得到的复合膜层的磨损量和摩擦系数最低,分别为0.56mg和0.098,与未进行硅烷化处理的膜层相比,摩擦系数降低了69.75%,磨损量降低了11.67%。3.研究了硫酸体积比及氧化时间对2024-T4铝合金试件疲劳性能的影响。阳极氧化试件疲劳性能有所下降,氧化膜越薄,疲劳性能越好。疲劳试验优化的氧化工艺为:硫酸体积比为10vol.%,氧化时间30min。该工艺下氧化试件膜层最薄（5⁶μm）,断裂率最低,且其疲劳断裂次数最接近未进行阳极氧化的试件。各氧化条件下的疲劳试样的断口形貌均分为疲劳源区、疲劳扩展区以及瞬断区,各瞬断区韧窝形貌清晰可见,扩展区较为平滑且无疲劳条带,裂纹萌生源为1²个。源区特征基本以准解理为主。