微弧氧化技术是一种在铝、镁、钛及其合金等阀金属表面原位生长出陶瓷膜的表面处理技术，相对于阳极氧化而言，生成的陶瓷膜具有与基体结合牢固、耐腐蚀、耐磨损、耐高温和绝缘性好等一系列优点。电源是微弧氧化处理工艺中的关键设备，本课题以改善电源控制方式单一的问题和丰富微弧氧化工艺条件为出发点，对不同的电流波形控制方式及电磁场对微弧氧化过程的影响进行研究和探索，为膜层性能的进一步提高和微弧氧化技术的推广应用提供技术支持。针对研究的新要求，设计了双极性微弧氧化电源和电磁场发生装置，所设计的电源不仅能够实现正负向幅值、频率、占空比等电参数的灵活调节，还能在恒流模式下实现正负向瞬时值控制、正负向平均值控制及正负向组合控制四种电流波形控制方式。研究了不同电流波形控制方式对微弧氧化过程及生成氧化膜层质量的影响，对比分析了微弧氧化过程中电压值及电流波形的变化规律。研究了电磁场环境对微弧氧化过程及膜层性能的影响。通过电化学工作站分析微弧氧化膜层的耐蚀性；借助金相显微镜和SEM观察陶瓷层表面和截面形貌；借助EDS和XRD检测膜层的元素组成和相组成。结果表明：在短时间微弧氧化试验中，负向波形控制方式对膜层性能影响较大。在长时间微弧氧化试验中，不同电流波形控制方式对膜层厚度和硬度有显著影响，其中，正向瞬时值控制负向平均值控制时膜层最厚且硬度最高。结合试验研究结果，分析了正负向脉冲在微弧氧化过程中的作用机理，从脉冲能量的角度解释了不同电流波形控制方式对微弧氧化的影响。电磁场的引入可以加快膜层生长速率，提高膜层性能，并且改变了膜层元素和各相成分的含量。