钛微弧氧化（micro-arc oxidation,MAO）膜层因为硬度高、耐磨损、耐腐蚀等优异性能而有着广泛的工业应用。然而,在水热和高温环境等工况下服役时,钛MAO膜层的稳定性和摩擦学性能将面临严峻的考验。为此,首先制备不同类型的钛MAO膜层,然后将不同类型的钛MAO试件分别置入液相水热环境、气相水热环境和高温环境中,通过SEM、EDS、XRD等技术分析三种环境对钛MAO膜层的微观结构、膜层成分的影响,并通过显微硬度计和摩擦磨损试验机研究各类型MAO膜层的摩擦学性能演化规律。在液相水热环境中,在硅酸盐电解液中制备的MAO膜层大面积剥落,原因是膜层中的非晶态Si O2在液相水热环境中溶解;在磷酸盐电解液中制备的MAO膜层中的非晶态Ti O2遵循溶解析出机制,转变为锐钛矿晶体,并在膜层表面生成一层锐钛矿球形颗粒,使得膜层致密层的微观结构被破坏,进而导致膜层显微硬度和摩擦学性能显著降低;在铝酸盐电解液中制备的MAO膜层表面不仅形成了锐钛矿球形颗粒,还生成了勃姆石棒状颗粒,造成膜层的显微硬度和摩擦学性能都有较大幅度的降低。在气相水热环境中,在硅酸盐电解液体系中制备的MAO膜层的微观结构、膜层物相和摩擦学性能都没有明显改变;在磷酸盐电解液中制备的MAO膜层的表面出现了锐钛矿球形颗粒,膜层的锐钛矿含量略微上升,但是膜层的摩擦学性能并没有明显变化;在铝酸盐电解液中制备的MAO膜层所受影响较大,膜层表面形成了锐钛矿球形颗粒和勃姆石棒状颗粒,膜层的显微硬度和摩擦学性能明显降低。在高温环境中,当温度为400℃和500℃时,在硅酸盐电解液中制备的MAO膜层在热应力的作用下,膜层表面出现了少量微裂纹,膜层物相、显微硬度和摩擦学性能基本没有变化。在铝酸盐电解液中制备的MAO膜层在热应力的作用下,膜层表面微裂纹明显增多并扩展,这导致膜层的显微硬度和摩擦学性能略微下降。当温度提高至600℃时,在硅酸盐和铝酸盐电解液中制备的MAO膜层都皲裂剥落,这是因为在600℃时,热应力的作用更显著,在升温与冷却过程中,膜层不同物相之间以及膜层与基体之间产生了热应力。