微弧氧化技术由于可在铝、镁等阀金属表面原位生长出一层与基体金属以冶金方式结合的氧化物陶瓷层，从而提高金属制品的防腐耐磨性能，引起轻量化制造业的广泛关注。但由于微弧氧化过程尚存在能量消耗较高，以及仅靠表面几至十几微米的碱性氧化镁陶瓷层仍难以满足诸如车用镁合金制品需要面临的包含酸性及海洋性腐蚀介质的恶劣服役环境，导致微弧氧化技术仍未在轻量化进程中起到支撑作用。因此研究液固界面微弧等离子体诱发过程，构建满足液固界面微弧诱发和维持陶瓷层生长最小能量消耗的电场环境，明确降低微弧氧化处理过程中能量消耗的有效途径，开发利用微弧氧化陶瓷层表面盲性多孔的特有形貌制备复合防护涂层的技术方法，以满足镁合金制品在恶劣环境服役的表面性能要求，均具有重要的科学价值和工程意义。　　本文通过对微弧等离子体放电形态随膜层表面形貌和阻抗变化规律的分析，阐述了微弧等离子体的放电机理，探讨微弧等离子体诱发和陶瓷层生长阶段能量的消耗机制。针对镁制汽车零部件面临耐蚀性差这一应用难题，明确陶瓷层和电泳膜层结构对镁合金表面微弧电泳膜层耐蚀性的影响规律及耐蚀机理，借助通用汽车全球工程标准系统测试微弧电泳复合膜层的性能。研究结果表明：　　微弧氧化过程主要可分为微弧等离子体诱发和陶瓷层生长阶段。微弧等离子体诱发阶段，能量消耗主要用于电解水、电解液中阴离子的定向移动以及金属表面的氧化反应；陶瓷层生长阶段，能量消耗主要用于维持放电通道内的等离子体及形成高活性氧与基体金属化合物生成氧化物。随着硅酸钠浓度的升高，铝、镁合金微弧等离子体诱发过程能量消耗减少，诱发时间缩短，诱发电压降低，陶瓷层生长过程和生长单位厚度的能量消耗降低。铝、镁合金表面生成阻值达105数量级的高阻抗膜是微弧等离子体诱发的前提，硅酸钠浓度增大有利于生成高阻抗膜。硅酸根在脉冲电场的作用下跨越界面势垒从溶液迁移至氧化膜内部，促进铝、镁合金陶瓷层的生长，为微弧等离子体的诱发提供介质基础。　　随着脉冲电流密度、脉宽及脉数的增加，铝、镁合金微弧等离子诱发时间缩短，诱发电压升高，微弧等离子体诱发过程能量消耗最小值分别为16.5KJ/dm2和3.9KJ/dm2；陶瓷层生长速度加快，膜层表面放电微孔孔径增大，膜层质量变差，生长单位厚度陶瓷层能量消耗稳步增加。综合考虑能量消耗和处理效率，1050铝合金最优的能量输出模式为脉冲电流密度200A/dm2，脉宽30μs及脉数1000；AZ31B镁合金最优的能量输出模式为脉冲电流密度100A/dm2，脉宽30μs及脉数1500。　　等电通量时各种能量输出模式下铝、镁合金微弧等离子体诱发时间相近，微弧等离子体诱发电压和能量消耗主要受到脉冲电流密度的影响，即随着脉冲电流密度增大，微弧等离子体诱发电压升高且能量消耗增多。铝、镁合金微弧氧化陶瓷层厚度基本一致，脉冲电流密度减少可以降低陶瓷层生长的总能量，同时生长单位厚度陶瓷层的能量消耗下降。等电通量时微弧氧化初期增大脉宽可以提高铝合金表面陶瓷层生长速度，随着陶瓷层的增厚降低脉宽并提高脉冲电流密度才能获得较快生长速度；微弧氧化初期增大脉冲电流密度可以提高镁合金表面陶瓷层生长速度，随着陶瓷层的增厚增加脉宽并降低脉冲电流密度能获得较快生长速度。　　基体、微弧氧化和微弧电泳复合处理镁合金的腐蚀速率分别为5.1mm/year、0.074mm/year和0.008mm/year。陶瓷层表面多孔结构有利于提高与电泳层的结合力。微弧电泳复合处理镁合金划伤腐蚀过程表现为腐蚀介质在划伤处扩散和反应以及复合膜层的破坏，陶瓷层厚度为10μm及电泳膜层厚度为20μm时，复合膜层划伤腐蚀性能相对较好。按照通用汽车公司全球工程标准，镁合金微弧电泳复合膜层具有优异的耐蚀性、耐磨性、飞石冲击和结合力；但复合膜层环境稳定性较差，分析其原因为电泳层自身属性不能满足服役条件，导致撕裂脱落。