Al-Cu合金是工业上最早使用的铸铝合金。其主要性能特点是室温和高温力学性能高,铸造工艺简单,切削加工性能好,耐热性能优良,是发展含Cu高强度铝合金和各种耐热合金的基础。缺点是富铜的θ（CuAl2）相与α（Al）基体间的电位差大,抗腐蚀性能低。为了提高铝铜合金耐腐蚀性能,采用了“绿色环保”且有效的微弧氧化（MAO）表面处理方法对铝铜合金进行防护。合金元素Cu在基体中的含量影响合金的机械性能,但其对微弧氧化（MAO）膜的微观结构及耐蚀性能影响的相关研究很少。而膜层的孔隙率和微观结构是耐蚀性能的决定性因素。因此,本文首先从等离子体火花放电状态对膜层微观结构的影响进行初步的阐述,然后深入地研究了 Cu含量及铝铜合金显微组织变化对MAO膜微观结构及耐蚀性能的影响;另外,从应用角度出发,调整电解液成分获得致密性更高的膜层来提高耐蚀性能。分析了整个MAO过程等离子体火花放电状态的变化,并结合电压-时间曲线将整个MAO过程分为五个阶段,不同阶段等离子体火花放电对MAO膜层微观结构及耐蚀性能影响表现为:“微弧”放电使基体强烈溶解,氧化后产物只生成一层氧化膜,并且相应的膜层表面有大量放电通孔,对腐蚀介质的阻挡能力很差;“软”火花出现后致密层逐渐增厚;“软”火花转化后的障碍层/致密内层界面缺陷明显减少,并且致密层厚度增加,表现出一定的腐蚀阻挡作用,但是,未转化完的膜层仍然很薄。“链火”的出现极大程度的降低了致密内层与障碍层的缺陷,外部疏松层占整个膜层比例也减小,整体均匀且致密的MAO膜层为基体提供了优异的阻挡性能。通过在不同铜含量的铝铜合金上制备MAO膜层,系统地研究了θ相含量对等离子体火花放电、膜层微观结构及耐蚀性能的影响。结果表明,随着Cu含量增加,基体中θ相含量增多且尺寸增大。在MAO过程中,富Cu的θ相使等离子体火花放电强度增大,并且促进火花转变过程。θ相优先发生氧化并且会促进氧气的产生,氧气的释放给膜层带来孔隙和裂纹,从而导致膜层的孔隙率增大。腐蚀介质通过缺陷到达基体,随着基体中θ相含量的增加,膜层中缺陷越多,相应的耐蚀性能越差。通过调整θ相尺寸和分布研究了 Al6Cu合金中显微组织变化对MAO膜层耐蚀性能的影响。研究结果表明,当θ相以连续网状形式存在时,氧化过程中析出大量且密集的氧气,导致θ相上方MAO膜层的孔隙和裂纹尺寸增大,膜层的耐蚀性能下降;当大量的θ相经固溶处理后溶解时,氧气伴随散乱分布的Cu氧化产生,造成整个膜层孔隙率上升,耐蚀性能下降;当θ相以短棒状弥散分布时,小尺寸且不连续的θ相氧化只能产生少量氧气,由于氧气快速地释放,导致膜层中缺陷很少,耐蚀性能明显提高。这部分工作探讨了“显微组织-膜层微观结构-耐蚀性能”之间的联系,为将来通过合金设计方法改善膜层耐蚀性能提供了重要的参考。通过改变电解液主盐的成分,研究NaOH、NaH2PO4和Na2C2O4对2Al2铝合金微弧氧化膜微观结构及耐蚀性能的影响。结果表明,NaOH中的OH-对新生成的氧化物有强烈的溶解作用,导致膜层粗糙度增加。析出氧气的副反应使膜层内孔隙尺寸增大并且裂纹增多,导致耐蚀性能明显下降。NaH2PO4对MAO膜层有“封孔”作用,很大程度的减少了膜层中的孔隙和裂纹这些缺陷。Na2C2O4可以络合溶液中金属阳离子,不仅增加了金属离子利用率,而且可以改变界面张力加速气体的释放,这进一步减少了膜层缺陷使得膜层耐蚀性能得到很大程度的提高。