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铝是自然界中分布最广的金属元素,它的物理、力学和加工性能非常优异,已经被广泛应用于日常生活的各个领域,但是目前我们所使用的铝及其合金制品的颜色过于单一,仅仅有白色、黑色等比较简单的颜色,影响了其在装饰领域和在光学设备方面的应用,还远远不能满足人们的需求。因此使铝及其合金材料具有更多的颜色以获得色彩丰富、绚丽多姿的产品,是一个很有应用前景的课题。而通过微弧氧化技术制备出来的着色膜层,不但具有优良的耐磨耐蚀性能,还具有颜色多样、色泽稳定的特点,可以广泛应用于汽车、机械、航天、装饰等行业。本文采用LY12铝合金作为实验的基体材料。向电解液中添加不同的着色剂,通过微弧氧化的方法在其表面产生一层显色陶瓷膜。研究了着色剂对膜层颜色的影响,并对工艺参数进行了优化。使用TT240数字式涡流测厚仪对微弧氧化膜的厚度进行了测量;采用OLS3000型激光共聚焦显微镜和德国卡尔蔡司（Carl Zeiss Jena）公司生产的EVO 18型扫描电子显微镜,检测微弧氧化膜层的表面微观形貌、三维形貌、孔径和孔深;微弧氧化膜层的化学成分采用英国产牛津X-Max能谱仪测定;微弧氧化膜层的物相组成用X射线衍射仪进行分析;采用MATLAB软件对微弧氧化膜层表面的扫描电镜照片进行了定量分析;采用表面粗糙度测量仪测量微弧氧化陶瓷膜层的表面粗糙度;通过浸泡腐蚀试验和电化学腐蚀试验对膜层的耐腐蚀性进行了表征。确定了膜层着色剂的最佳含量和能量参数,并得出以下结论:（1）微弧氧化绿色陶瓷膜的最佳电解液配方及能量参数:电解液配方及着色剂含量:9g/L Na2SiO3 + 4g/L NaOH + 2g/L EDTA-Na2 +2.0g/L K2Cr2O4,电流密度7A/dm2,占空比30%,氧化时间9min13min,脉冲频率550Hz850Hz。（2）微弧氧化棕色陶瓷膜的最佳电解液配方及能量参数:电解液配方及着色剂含量:9g/L Na2SiO3 + 4g/L NaOH + 2g/L EDTA-Na2 +1.5g/L CuSO4,电流密度5A/dm2,占空比20%30%,氧化时间12min,脉冲频率550Hz850Hz。（3）向电解液中添加重铬酸钾制备微弧氧化绿色陶瓷膜。没有着色剂时,制备出的膜层为白色,而向电解液中加入K2Cr2O4之后,膜层开始显现出绿色。随着K2Cr2O4浓度的上升,膜层颜色逐渐加深。对绿色膜层进行能谱分析,确认Cr元素的加入使得膜层变为绿色。随着着色剂浓度的提高,膜层表面的孔洞变大,孔隙率增加,耐腐蚀性能提高。（4）研究了电流密度对微弧氧化绿色陶瓷膜的影响。随着电流密度的增加,膜层变厚,颜色变深,表面逐渐粗糙,孔洞数量减少,孔径和孔深都增大,孔隙率也升高。当电流密度很小或者很大时,膜层的耐蚀性能都不好。（5）研究了脉冲频率对微弧氧化绿色陶瓷膜的影响。随着脉冲频率的增加,膜层变薄,颜色变浅,表面越来越光滑。低频率下制得的膜层表面孔洞体积较小,熔融颗粒较多,孔隙率也大,膜层表面凹凸不平。通过加大频率,可以降低孔洞体积,膜层变得均匀光滑。（6）向电解液中添加硫酸铜制备微弧氧化棕色陶瓷膜。没有着色剂时,制备出的膜层为白色,向电解液中加入CuSO4之后,膜层开始显现出棕色,且随着CuSO4浓度的上升,膜层颜色逐渐加深,着色剂浓度过高,会使膜层表面产生烧蚀。对棕色膜层进行能谱分析,确认Cu元素的加入使得膜层变为棕色。随着着色剂浓度的提高,膜层表面的孔洞的平均孔径和孔深变大,孔隙率增加,膜层越来越粗糙,膜层的耐蚀性先增加后降低。（7）研究了氧化时间对微弧氧化棕色陶瓷膜的影响。当氧化时间延长时,膜层的颜色变深,厚度变厚,孔洞数量减少,体积增大,孔隙率增加,表面越来越粗糙,起伏的情况也加剧,其耐蚀性随时间的增加先变强后变弱。（8）研究了占空比对微弧氧化棕色陶瓷膜的影响。膜层颜色随占空比的增加先变浅后变深,膜层厚度先减少后增加,孔洞体积先变小后变大,对其耐腐蚀性进行了检测。当占空比过小或过大时,膜层的腐蚀速率非常大,膜层的致密性差,性能不好。