现阶段针对微弧氧化膜层力学性能的研究主要有膜层弹性模量、硬度、微动摩擦磨损、耐蚀性、抗高温氧化性能等。而微弧氧化膜层在实际应用中常在热-机耦合条件下工作,因此研究微弧氧化膜层在热-机耦合条件下的动态热机械性能非常重要。本文通过动态热机械分析仪研究了TC4钛合金微弧氧化膜层在不同温度、加载频率条件下储能模量、损耗模量、阻尼等动态物理特征的变化规律,通过扫描电子显微镜观察了膜层在一定热-机耦合条件下工作后的微观形貌,从而研究微弧氧化膜层在热-机耦合条件下的动态热机械性能。研究结果表明:通过研究微弧氧化膜层厚度对其动态热机械性能的影响发现,膜层厚度为20μm时具有最高储能模量和最低损耗模量、阻尼,且峰值对应的温度最高,微观形貌受损程度最小;厚度为10μm时,膜层表面脱落面积最大,出现大量裂纹横穿整个膜层的截面形貌,表面裂纹也不断向外扩展;而膜层厚度为27μm、33μm的微弧氧化膜层也出现大面积的剥落,膜层截面主要是纵向裂纹从表面向基体扩展。结果表明20μm膜层具有最佳的动态热机械性能。通过研究温度对微弧氧化膜层动态热机械性能的影响发现,微弧氧化膜层储能模量、损耗模量随着温度的升高而变大,当加热温度达到300℃时,储能模量、损耗模量随着温度的升高而降低,而阻尼的变化规律与之相反。观察膜层微观形貌发现膜层在200℃仍保持良好的结构,而在300℃时在表面产生少量的微裂纹,且随着温度的升高,表面裂纹范围变大,且裂纹向基体扩展速度也变快。通过研究加载频率对微弧氧化膜层动态热机械性能的影响发现,基体试样的动态物理特征随着加载频率的增大呈单一的增大趋势,而表面制备有微弧氧化膜层试样动态物理特征则在150Hz时表现出最大值。通过研究不同加载频率下膜层的微观形貌发现,加载频率主要影响微弧氧化膜层内部的横向裂纹的产生与扩展,随着加载频率的升高,膜层表面裂纹扩展更快,但150Hz时膜层与基体脱离最严重。