微弧氧化(Micro-Arc Oxidation, MAO)是一种在有色金属表面原位生长陶瓷层的表面处理技术。本课题以AZ91D镁合金为基体材料,采用自行研制的具有多种输出方式和特性的大功率微弧氧化脉冲电源,分别在直流及单极性脉冲、双极性脉冲和带放电回路的脉冲形式下进行大量实验。基于实验现象、结果及电弧理论,提出了镁合金微弧氧化微区电弧放电机理,建立了微区电弧放电模型。研究了镁合金微弧氧化对电源的要求,并对电源脉冲参数进行了优化。为了适应镁合金微弧氧化工艺的工业化应用要求,本文针对(AZ91D镁合金)在硅酸盐系电解液环境下,用单位表面积生长单位膜层厚度的电能消耗(kW·h/μm·m2)作为参考指标,研究了不同电解液浓度、电源输出脉冲波形以及电参数对成膜效率及电能消耗的影响。采用具有多种输出脉冲形式的电源,在不同的工艺参数下开展镁合金微弧氧化试验。结果表明,随着电解液浓度的增加,起弧电压降低,膜层的厚度逐渐增大,但浓度过大,生成的膜层表面质量下降,呈现疏松多孔的粗糙表面,膜层不致密,耐蚀性差。实验结果表明标准配方电解液中生成的膜层最优；在保证膜层质量及耐蚀性的前提下,优化了电源脉冲波形及电参数(脉冲频率及占空比),结合微弧氧化的机理分析试验结果认为,在带放电回路的电源输出脉冲波形下既可提高成膜效率、降低能耗,又能有效抑制大弧倾向,得到耐蚀性等性能较好的膜层。