在Na2SiO3-(NaPO3)6-NaAlO2电解液体系中，利用直流脉冲方式对TC4钛合金进行微弧氧化，制备出含有Cr2O3和Al2O3复合粒子的微弧氧化复合膜。研究了电解液中复合粒子含量、电流密度、搅拌速率以及氧化时间对复合粒子在膜层中的质量百分比（复合量）、膜层厚度以及微观形貌的影响；对膜层摩擦磨损性能及其机理进行了初步分析；探讨了微弧氧化膜层的生长模型、复合粒子的沉积方式及其沉积机理。　　研究结果表明：在Na2SiO3-(NaPO3)6-NaAlO2体系中，电解液中Cr2O3复合粒子为1.5g/L，电流密度为8A/dm2，占空比为60％，频率为500Hz，氧化时间为20min，搅拌速率为150rpm时，Cr2O3复合膜层厚度为19.1μm、复合量为28.19%；当载荷为10N，Cr2O3复合膜层与45＃钢的摩擦系数在0.1~0.3之间，对磨20min后磨损量仅为0.45mg。在相同工艺下，Al2O3复合膜层膜厚为14.8μm，复合量为12.372%，与摩擦副对磨20min后磨损量为0.62mg，摩擦系数随磨损的进行不断减小，最终保持在0.15左右。　　微弧氧化膜主要由TiO2相、Al2TiO5相、含Si、P等的非晶相以及复合粒子相构成。随着电解液中Cr2O3和Al2O3复合粒子含量增加，膜厚逐渐增加，膜层中的复合量先增大后减小；电流密度对膜层厚度影响较大，随着电流密度的增加，复合量逐渐增大，膜层迅速增厚；搅拌速率对膜厚、复合量及形貌影响较小，复合粒子所需的搅拌强度与粒子的密度有关；随氧化时间的延长，膜层厚度不断增加，复合量逐渐增加至一稳定值，Cr2O3复合膜的摩擦系数和磨损量随氧化时间的增加都呈先减小后增大的变化。　　与微弧氧化膜层和Ti6Al4V基体相比，在载荷为10N和50N的条件下，Cr2O3和Al2O3复合膜层的摩擦系数较小，耐磨性能更好。微弧氧化复合膜层的磨损机理主要为粘着磨损、磨粒磨损和第二相粒子流失。复合粒子提高膜层的耐磨性的主要原因是在膜层表面形成突起，优先承受了摩擦副的载荷，对磨损起阻碍作用以及颗粒对膜层的弥散强化作用。　　微弧氧化膜层的生长模型是“成膜→熔化→凝固→再熔化…”的多次循环过程。Cr2O3微粒可能以三种方式进入氧化膜：复合粒子在流体运动、机械搅拌等作用下直接沉积在膜层表面；膜孔对具有一定几何形状的Cr2O3微粒进行捕捉，通过机械啮合等作用，将微粒嵌入在氧化膜层的孔隙中；Cr2O3粒子被以极快冷却速率凝固的熔融物覆盖在膜层中，部分Cr2O3颗粒被喷射出的熔融氧化物一起形成“岩浆”包裹在微弧氧化膜层。Cr2O3微粒共沉积机理主要是力学作用和电化学作用，以力学作用为主，同时受微弧氧化过程中电场强度与电流分布的影响。