铝及铝合金的微弧氧化(微等离子体表面陶瓷化)技术，是指在普通阳极氧化的基础上，利用弧光放电增强并激活在阳极上发生的反应，从而在铝及铝合金表面形成优质的强化陶瓷膜的方法，达到强化工件表面的目的。微弧阳极氧化又称为阳极脉冲陶瓷化、阳极火花沉积或微等离子体氧化。微弧氧化装置包括专用高压电源、氧化槽、冷却系统和搅拌系统。氧化液为环保型，工艺流程简单，操作方便，设备简易，适用范围广，除铝及铝合金、铝基复合材料外，还能在钛、镁、铌等金属及其合金表面生成氧化陶瓷层。
微弧阳极氧化技术的特点及应用
微弧氧化液大多采用碱性溶液，对环境污染小。溶液温度以室温为宜，温度变化范围较宽，氧化速度快，可大幅度提高材料的表面硬度，膜层有良好的结合力、耐磨性、耐热性、绝缘性及抗腐蚀性，适于较复杂零件及内表面的强化处理。采用微弧氧化技术对铝及铝合金材料进行表面强化处理与硬质阳极氧化相比，无论在氧化工艺上或膜层性能上都有许多优越之处。表7-8为微弧氧化与阳极氧化技术的比较。
微弧氧化工艺处理能力强，可通过改变工艺参数获取具有不同特性的氧化膜层以满足不同目的的需要；也可通过改变或调节电解液的成分使膜层具有某种特性或呈现不同颜色；还可采用不同的电解液对同一工件进行多次微弧氧化处理，以获取具有多层不同性质的陶瓷氧化膜层。微弧阳极氧化新技术问世以来，虽尚未投入大规模生产，但已引起人们的普遍关注，在许多工业领域有广阔的应用前景。铝合金硬质阳极氧化膜的生成机理与普通硫酸阳极化相同，但为获得厚而硬的膜层需强制冷却电解液，采用高电压和大电流使膜的生成速度远大于溶解速度。由于氧化条件的改变，使膜层结构亦发生变化，
增厚电阻增加，孔隙率减小，故电压升高，这阶段时间越长，生长速度与溶解速度达到平衡的时间也越长，其厚度不断增加；第4段电压急剧上升，达到一定值时发生电火花击穿。这是由于电压高，膜孔内析氧加速，且扩散困难，积累的氧气又导致膜电阻增加，电压剧增，孔内热量引起气体放电产生火花。电火花击穿电压，所以第4段氧化时间不宜太长，通常为90min～100min。
硬质层也是双层结构，其区别在于比普通膜的阻挡层厚度约大10倍，孔壁也如此，这是硬度高的基本原因。然而孔隙率比普通膜少7倍～8倍，只有2％～6％。硬质膜基组杂乱无章，互相干扰，出现一种特殊的棱柱状，导致膜内应力大，甚至引起开裂。合金元素和电解分解产物在膜壁中的残留，引起膜色泽深暗微弧氧化与阳极氧化和硬质阳极氧化性能指标对比
项目
微弧氧化
阳极氧化
硬质阳极氧化
适用性
耐磨损、耐腐蚀、隔热、绝缘、抗热冲击、抗高温氧化、防护装饰
防护装饰、作油漆底层，提高漆膜结合力
用于要求耐磨、耐蚀、隔热、绝缘的铝合金件
电压（V）
〈700
13～22
10～110
电流（A）
强流
0.5～2.0（电流密度小）
0.5～2.5（电流密度小）
最大厚度（μm）
300
〈40
50-80
处理时间
10～30min（50μm）
30～
60min
（30～60μm）1-2h（50μm）
显微硬度（HV）
可调，控制生产最大可达3000
300-500
膜层击穿电压（V）
>2000
低
可承受2500℃以下热冲击
差
膜层耐热冲击
工艺对环境的危害
对环境无污染
需特殊处理排污
需特殊处理排污
均匀性
内外表明均匀
产生“尖边”缺陷
产生“尖边”缺陷
柔韧性
韧性好
膜层较脆
孔隙率（％）
0～40
>40
>40
耐磨性
2, 58, 18, 12, 2, 164, 18, 33 PictOld
差，容易磨掉
一般，容易磨掉
5%盐雾实验（小时）
>1000
>300(重铬酸钾封闭)
粗糙度Ra
可加工至～0.037μm
一般
一般
电阻率（欧姆/厘米）
PictOld
着色及牢固性
长期不褪色，但颜色种类目前较少
颜色种类丰富，但容易褪色（化学染色）
容易褪色（化学染色）
工艺流程
去油→微弧氧化
碱蚀→酸洗→机械性清洗→阳极氧化→封孔
去油→碱蚀→去氧化→硬质阳极氧化→化学封闭→封蜡或热处理
溶液性质
弱碱性溶液
酸性溶液
酸性溶液
工作温度（℃）
< 45
13～26
-8～10
抗热震性
300℃→水淬，35次无变化
好
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