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钛合金具有许多优良的性能，被应用在国民经济各个领域。但是钛合金也存在一些固有的缺陷，如耐磨性能差、自然氧化膜易被破坏。所以有必要对钛合金表面进行处理。微弧氧化技术可以改善表面的耐磨性和耐蚀性。为获得综合性能优良的陶瓷膜，本论文采用微弧氧化技术，对TC4合金进行表面处理，优化工艺参数，制备含碳纳米管(CNTs)的复合涂层。 研究了电解液配方、电流密度、频率、占空比和处理时间对钛合金微弧氧化膜层的表面粗糙度、显微硬度和腐蚀率的影响。通过正交表法和综合分析法，优化工艺参数。优化后的电解液配方为20g/LNa2SiO39H2O、2g/LNaOH、5g/gNa2CO3。当电流密度为15A/dm2、频率为500Hz、占空比为10％、处理时间为15min时，所得的膜层综合性能最好。 研究了碳纳米管对钛合金微弧氧化电压、温度的影响。结果表明，CNTs的加入加快了电压的升高，但降低了起弧电压、缩短了起弧时间。未添加碳纳米管(WTC)和添加碳纳米管(TJC)的电解液温度随时间增加变化趋势相似，先是缓慢增加，后快速上升。当CNTs浓度为3g/L和5g/L时，温度上升速度比较适中，且终止温度较低。 利用SEM、XRD、EDS等分析手段，研究了碳纳米管掺杂对钛合金微弧氧化膜层形貌、组织结构的影响。结果表明，WTC膜层含锐钛矿型和金红石型TiO2相和无定型硅氧化物。TJC膜层含有C元素，出现了CNTs衍射峰，因此得到了含碳纳米管微粒的复合涂层。 研究了CNTs对微弧氧化膜层性能的影响。TJC膜层厚度较WTC膜层的厚度大，由11μm增加到16μm。TJC复合涂层的表面粗糙度较高，在0.869μm-1.595μm之间。两种涂层的显微硬度都比基体的显微硬度高，当CNTs浓度为3g/L时，制得的陶瓷层的显微硬度达到最大，为638.5HV。TJC氧化膜的磨损量最小，磨损率最低，且摩擦系数在0.3左右，比基体的摩擦系数低。CNTs在摩擦过程中形成了润滑膜，改善了钛合金的摩擦磨损性能。TJC膜层的点滴腐蚀时间最长，浸泡腐蚀实验腐蚀率最低。TJC膜层的腐蚀电位正移，腐蚀电流密度较小，腐蚀速度降低，耐蚀性最优。