微弧氧化（MAO）技术对环境友好、效率高而被广泛应用于改善镁合金表面的耐蚀性和耐磨性。然而,由于反应过程中热应力不均匀导致在镁合金表面生成的MAO膜层中含有大量的微孔和微裂纹,致使陶瓷相膜层具有较低的致密度并且内外层致密度不均一;同时其表面存在的大量微孔和微裂纹也为腐蚀介质的浸入提供了通道。因此本文针对AZ31镁合金MAO膜层表面和截面致密度变化对耐蚀性和力学性能的影响展开了系统的研究,特别在截面上设计了梯度变化的致密度,考察了致密度均一化对力学性能和耐蚀性能的影响,具体如下:（1）利用ZrO2的相变机理调控反应过程中热应力场的分布,进而实现膜层表面孔隙率及致密度的调控。发现膜层表面致密度随ZrO2在电解液中的浓度而变化,当掺杂浓度为2 g/L时膜层孔隙率达到10.63%,表面致密度最佳。硬度较基体提高了两倍,达到119.24 Hv,抗裂纹扩展的能力以及耐磨性最优。同时表面致密度的提高使膜层对腐蚀介质有更好的屏障作用,腐蚀电流密度降到5.509×10-8A/cm~2,较基体合金降低两个数量级。（2）通过封孔技术填充MAO膜层表面的孔隙,提高其表面致密度。以ZrO（NO3）2为Zr源,Ce（NO3）3·6H2O为Ce源,分别在MAO膜层上制备了Zr盐和Zr/Ce盐覆盖的封孔层,封孔层厚度从～0.2μm增加到～0.5μm,封孔效果最优的样品其腐蚀电流密度分别达到1.883×10-7A/cm~2和1.319×10-7A/cm~2。尽管封孔能改善表面致密度并提高耐腐蚀性能,然而封孔层与MAO膜层低的结合强度致使其表面硬度反而较未封孔膜层的下降。（3）原位生成ZrO2颗粒调节MAO膜层截面的致密度,实现了截面致密度梯度分布的调控。当没有ZrO2参与反应时,近基底的内层存在大量封闭的孔洞,向外层扩展时逐步变大,直到变成完全的开孔而消失,截面致密度呈现明显的梯度分布;随着ZrO2的逐步生成和长大,封闭孔洞的含量急剧下降,孔隙率减小,致密度梯度分布差异逐步降低;ZrO2全程存在的样品其内外层致密度梯度差异最小,基本实现均一化。截面致密度梯度分布的差异对膜层力学性能影响最大,随着致密度的均一化,膜层硬度提高至383.36 Hv,是基体的6.6倍,同时耐磨性能也得到显著改善。截面致密度的提升使得膜层对腐蚀介质的物理屏障作用变强,腐蚀电流密度最小达1.709×10-7A/cm~2。