铝及铝合金有较好的导电性和导热性。因其重量轻、塑性高、延展性好、易于加工而被航天、航空、汽车、建筑等行业广泛应用。

铝合金表面微弧放电陶瓷化改性新技术是将铝合金作为阳极，在导电的工作液中通过微电弧（短电弧）火花放电，在电化学等双重作用下，在铝合金表面原位生成一层厚度1~20μm的三氧化二铝陶瓷层。

（1）铝合金微弧氧化的基本原理  图所示为铝合金微弧氧化加工原理示意图。铝合金接脉冲电源的正极，不锈钢液槽接脉冲电源的负极；电解液常用氢氧化钾（KOH）或添加硅酸钠（Na2SiO3）、偏铝酸钠（NaAlO2）等的深液。由于微弧氧化过程放出很多的热量及电能转变成的热能，造成电解液温度升高很快，所以采用压缩空气管接入槽内搅拌和冷却。如有条件可在不锈钢液槽外用不锈钢或塑料板制成冷却水夹套层，冷却水自下流入，自上流出，控制水温在40~50℃之间，效果较好。

当铝合金浸入电解液（一般为0.1%的KOH溶液）中，在脉冲电源和电解液的作用下，电解电压在10~100V之间，铝合金表面往往会形成氧化膜；当正极电压升至300V左右时，铝合金表面产生晕光放电形成过渡层；当正极电压达到400~600V时，铝合金产生微弧正极电压达到400~600V时，铝合金产生电学、放电，在工作液中的瞬时高温下，发生电学、放电，在工作液中的瞬时高温下，发生电学、物理、化学反映生成三氧化二铝（即Al2O3）的陶瓷层，并牢固地附着在铝合金上，一般厚度达1~200μm，显微硬度达1000~1500HV，绝缘电阻率达106~1010Ω·cm，形成一层耐磨、耐高温（瞬时可承受3000℃高温）、耐碱的保护陶瓷层。

由于放电脉脉冲宽时间（1~20ms)比电火花加工的脉宽时间长，故称之为短电弧放电，或稍微放电。其主要目的是把基体铝变成氧化铝陶瓷层。

（2）铝合金微弧氧化陶瓷层的应用

1）在航天、航空、机械等行业要求质量轻的耐磨产品中，用铝合金微弧氧化生成耐磨致密陶瓷层代替钢才做液压、气动伺服阀的阀芯、阀套、油缸及活塞等部件，用铝合金微弧氧化工艺取代淬火钢零件。

2）可用于牢固吸附油漆的多孔毛化层，广泛用于汽车工业中铝、镁合金的汽车发动机罩盖、箱体及铝合金螺旋桨等。

3）能耐酸、碱、海水、盐雾的腐蚀，可用于化工、船舶、潜艇、深海器械的防腐层。

4）陶瓷层短期能耐1000~2000℃的高温，可提高铝、镁、钛合金部件的工作温度。还能耐短时高温火焰、气流冲刷，故可广泛用于航天、航空、导弹和火箭等发动机的喉衬，汽车发动机的耐热、隔热零部件。

5）微弧氧化后成为微孔隙的陶瓷表面，若添以二硫化钼或聚四氟乙烯等固体润滑剂，则更具独特的减摩擦、磨损效果，比钢、铸铁的同轴承更轻而耐磨。可用于汽车、磨托车、电动工具以及家电中。

6）微弧氧化陶瓷层具有电绝绝性能较高的表面，其电阻率可达到106~1012Ω·cm，很薄的陶瓷膜层，其绝缘强度可达几十兆欧以上，耐高压100~1000V。可用于既要良好导电，又要有良好绝缘性能的精密、微小、特殊机构中。

7）铝、镁、钛合金做成采色的陶瓷表层，可以作为手机外壳等高级装饰材料。

8）微弧氧化时在工液中加入含磷的某些化合物，可以制成抑制生物生长的陶瓷层，可抑制电冰箱内壁生长细菌、霉菌等。

9）微弧氧化时在工作液中添加钙或活性磷，能形成亲生物表层，可使植入体内的假肢、关节易于附着生长骨骼、血管和神经细胞等。