微弧氧化(Microarc oxidation, MAO)又稱(chēng)等離子體電解氧化（Plasma electrolytic oxidation, PEO）、微等離子體氧化(Microplasma oxidation, MPO)或陽(yáng)極火花沉積，是一種將鋁、鈦、鎂等有色金屬或其合金置于特殊的電解液中，通過(guò)微等離子體放電，直接在金屬或合金表面原位生長(zhǎng)陶瓷膜的新技術(shù)。它是在陽(yáng)極氧化的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的一種新方法。 鋁鎂鈦合金，現(xiàn)已均能實(shí)現(xiàn)原位生長(zhǎng)膜層著色。
  鈦合金具有熔點(diǎn)高、耐腐蝕、比強(qiáng)度高等突出優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、海洋開(kāi)發(fā)、人工植入體等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但也有自身的不足，如耐磨性差、硬度低等缺點(diǎn)。因此，需要對(duì)其表面進(jìn)行強(qiáng)化處理，微弧氧化技術(shù)可在鈦合金表面原位生長(zhǎng)出致密的氧化物陶瓷膜層，其抗磨損性、耐腐蝕性?xún)?yōu)異，使鈦合金的應(yīng)用得到了廣泛推廣。隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)鋁材料的抗腐蝕、高強(qiáng)度和高硬度等性能提出了更高的要求。為此，人們常采用陽(yáng)極氧化、電鍍和微弧氧化等技術(shù)對(duì)鋁合金進(jìn)行表面處理以達(dá)到使用要求。將有色金屬及其合金放入電解質(zhì)溶液中作為陽(yáng)極進(jìn)行通電處理，在外加電場(chǎng)作用下，在材料的表面形成一層氧化膜的過(guò)程稱(chēng)陽(yáng)極氧化。普通陽(yáng)極氧化膜膜層較薄，主要應(yīng)用于防腐、裝飾、涂料底層和耐磨等方面。微弧氧化是在陽(yáng)極氧化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新興的表面處理技術(shù)，主要用于對(duì)鋁、鎂、鈦等輕金屬及其合金，它通過(guò)高壓放電作用在鋁件表面生成一層硬質(zhì)陶瓷層。該陶瓷層具有與基體結(jié)合牢固、結(jié)構(gòu)致密、具有良好耐磨、耐腐蝕、耐高溫沖擊和電絕緣特性等，因而具有更加廣闊的應(yīng)有前景。微弧氧化突破了傳統(tǒng)的陽(yáng)極氧化電流、電壓法拉第區(qū)域的限制，把陽(yáng)極電位由幾十伏提高到幾百伏，氧化電流也從小電流發(fā)展到大電流，由直流發(fā)展到交流，致使在樣品表面上出現(xiàn)電暈、輝光、微弧放電、甚至火花放電等現(xiàn)象。

一般認(rèn)為，微弧氧化過(guò)程經(jīng)過(guò)四個(gè)階段。

（1）陽(yáng)極氧化階段

將樣品置于一定的電解液中，通電后，樣品表面和陰極表面出現(xiàn)無(wú)數(shù)細(xì)小均勻的白色氣泡，而且隨電壓升高，氣泡逐漸變大變密，生成速率也不斷加快。在達(dá)到擊穿電壓之前，這種現(xiàn)象一直存在，這一階段就是陽(yáng)極氧化階段。

（2）火花放電階段

當(dāng)施加到樣品的電壓達(dá)到擊穿電壓時(shí)，樣品表面開(kāi)始出現(xiàn)無(wú)數(shù)細(xì)小、亮度較低的火花點(diǎn)。這些火花點(diǎn)密度不高，無(wú)爆鳴聲。在該階段，樣品表面開(kāi)始形成陶瓷層，但陶瓷層的生長(zhǎng)速率很小，硬度和致密度較低，所以應(yīng)盡量減少這一階段的時(shí)間。

（3）微弧氧化階段

進(jìn)入火花放電階段后，隨著電壓繼續(xù)升高，火花逐漸變大變亮，密度增加。隨后，樣品表面開(kāi)始均勻地出現(xiàn)放電弧斑。弧斑較大，密度較高，隨電流密度的增加而變亮，并伴有強(qiáng)烈的爆鳴聲，此時(shí)即進(jìn)入微弧氧化階段。

（4）熄弧階段

微弧氧化階段末期，電壓達(dá)到最大值，陶瓷層的生長(zhǎng)將出現(xiàn)兩種趨勢(shì)。一種是樣品表面的弧點(diǎn)越來(lái)越疏并最終消失，表面只有少量的細(xì)碎火花，這些火花最終消失，爆鳴聲停止。另一種是表面只有少量的細(xì)碎火花，這些火花最終會(huì)完全消失，同時(shí)其他一個(gè)或幾個(gè)部位突然出現(xiàn)較大的弧斑。這些較大的弧斑光亮刺眼，可以長(zhǎng)時(shí)間保持不動(dòng)，并且產(chǎn)生大量氣體，爆鳴聲增加。

微弧氧化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及存在問(wèn)題

微弧氧化技術(shù)是在陽(yáng)極氧化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，工藝上有著突出的特點(diǎn)：（1）電解液呈弱堿性，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染；（2）工藝簡(jiǎn)單，對(duì)工件的預(yù)處理只要求表面去油去污，不需去除表面的自然氧化層，適用于大規(guī)模自動(dòng)化產(chǎn)生；（3）微弧氧化可以一次完成，也可以分幾次完成，而陽(yáng)極氧化一旦中斷就必須重新開(kāi)始；（4）不需要真空或低溫條件。（5）提高了材料的表面硬度，顯微硬度在1000至2000HV，最高可達(dá)3000HV。（6）良好的耐磨損性能。（7）良好的耐熱及抗腐蝕性。（8）有良好的絕緣性能，絕緣電阻可達(dá)100M?。

該技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單和易于實(shí)現(xiàn)膜層功能調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，而且工藝不復(fù)雜，不造成環(huán)境污染，是一項(xiàng)全新的綠色環(huán)保型材料表面處理技術(shù)，在航空航天、機(jī)械、電子、裝飾等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

微弧氧化技術(shù)目前仍存在一些不足之處，如工藝參數(shù)和配套設(shè)備的研究需進(jìn)一步完善；氧化電壓較常規(guī)鋁陽(yáng)極氧化電壓高得多，操作時(shí)要做好安全保護(hù)措施；以及電解液溫度上升較快，需配備較大容量的制冷和熱交換設(shè)備。