等离子体电解氧化技术是一种由传统的阳极氧化技术发展而来的新兴的金属表面防护技术,该技术通过以被保护金属为阳极,不锈钢或铂等金属作为阴极,在两极施加特定电压或电流,可以使被保护金属表面在电解液中原位生长一层致密的由基体金属氧化物为主要成分的氧化膜。相比于传统的阳极氧化技术,等离子体电解氧化技术使用的电解液更加环保,所生成的膜层厚度更大,并且在耐磨、耐腐蚀等方面表现十分优异。然而,等离子体电解氧化技术原理十分复杂,不同的电参数、电解液以及基体金属的选择对于整个反应过程的影响十分巨大。本文主要研究了铝合金在含钨酸盐电解液体系中的等离子体电解氧化行为,并且从整个反应过程中深入探讨在该条件下的反应机理。本论文的主要工作如下:（1）利用等离子体电解氧化技术在含钨酸盐电解液体系中在铝合金表面制备出一层致密、光滑的颜色深浅不一的黑色氧化膜,并且通过多种现代化检测分析技术表征了膜层中钨元素的分布及存在形式。研究发现,钨元素在所制备的膜层中主要分布于膜层与基体的交界面上;进一步的分析检测发现,钨元素在所制备膜层中主要以两种价态存在,即0价和+6价。基于大量已有的实验结果及其他研究者在该领域的研究,本文认为单质钨是在成膜过程中,电解液中的钨酸根离子进入膜层内部,在等离子体的高温以及外加高电压的作用下,转变为三氧化钨,进而与基体金属铝在高温作用下发生类似铝热反应的置换反应所生成的。（2）对于所制备的膜层中的各种物相的成分、分布进行了大量检测和分析。通过X射线衍射以及透射电镜等手段,确定了晶体和非晶在膜层中的成分以及其在膜层中的位置分布。研究发现,等离子体电解氧化膜是以基体金属氧化物为主,晶体和非晶混杂的复杂氧化膜。另外,晶态物质中除基体金属氧化物以外,还包含了由电解液中成分在高温、高电压的作用下生成的单质、氧化物等;而膜层中非晶态物质则主要来自于电解液中的硅酸根离子在膜层表面的沉积,以及基体和多种电解液成分在复杂反应条件下生成的既包含基体金属元素,又包含电解液中元素的复杂非晶。本文还发现在等离子体电解氧化膜层中,非晶成分主要在氧化膜内部的大孔的孔壁形成,并且提出了合理的生成机理。（3）本研究还通过设计不同频率、占空比等,研究了不同电参数下铝合金的等离子体电解氧化反应。结果发现频率的升高和占空比的降低将导致反应时的电压升高,膜层结构均一性变差,并且频率升高和负脉冲的缺失并不能像镁合金一样导致膜层中钨元素含量增加。等离子体电解氧化反应时负脉冲不能导致火花的产生,但在高频时由于放电通道来不及完全冷却下一放电周期便又开始,因此在施加负脉冲和不施加电流的阶段同样能够观察到光信号。此外,在双脉冲条件下,频率的升高将导致膜层的表面粗糙度变大,膜层耐蚀性也变差;而在单脉冲条件下,膜层的耐蚀性以及表面粗糙度受频率改变的影响很小。