Ti6Al4V钛合金表面硬度低、摩擦系数高和磨粒耐磨性差等缺点,限制了其在某些领域的应用。通过特殊的表面处理,提高Ti6Al4V钛合金的表面性能,并保持材料理想的本体属性,可以进一步扩大该钛合金在某些领域的应用。利用微弧氧化（Microarc Oxidation,MAO）技术可以在金属材料表面原位形成氧化物陶瓷膜,该膜层具有高硬度、耐腐蚀、耐磨损、良好的绝缘和生物相容性。软火花微弧氧化可以避免一般微弧氧化工艺在膜层孔隙内部产生高强度放电破坏膜层完整性,从而得到更厚、更均匀且孔洞直径更小（小于1μm）的氧化膜。然而目前对于钛合金微弧氧化的研究主要集中于其膜层性能提升,对钛合金“软火花”微弧氧化膜层的生长机制尚不明确。因此,研究钛合金软火花微弧氧化过程机理,揭示其膜层的形成机制,就能为设计更复杂的专用膜层提供科学依据,使钛合金获得更加广泛的应用。本文首先在四种不同阴离子电解液中进行双脉冲MAO,探究了不同阴离子电解液中MAO膜层的放电现象及膜层结构;然后在获得最优膜层结构的硅阴离子电解液中进行不同时间的软火花MAO处理,探究软火花MAO膜层的生长机制并建立生长模型;之后进一步探究了阴极电流大小对软火花MAO膜层的影响规律;最后在不同单脉冲处理时间后进行双脉冲MAO处理,探究了不同初始膜层厚度对软火花MAO过程的影响规律。得到了以下结论:（1）含Si元素和P元素的电解液阴离子能与熔融氧化钛共沉积进入膜层内部并改变膜层钝化能力,促使双脉冲MAO过程中阳极电压出现陡降现象,等离子放电强度显著减弱,即出现软火花放电现象。含B元素和F元素的电解液阴离子不能与熔融氧化钛共沉积进入膜层内,因此不能改变膜层钝化能力,不能促使双脉冲MAO过程中出现软火花放电现象。（2）钛合金微弧氧化膜层与基体的界面处存在一层非晶界面层。在硅酸钠电解液中,钛合金微弧放电孔周边的非晶层厚度比其周边被熔融氧化物覆盖区域的厚度大。由于薄的非晶界面层有利于电子隧穿,因此软火花放电并不在原本微弧放电孔内形成,而是在其周边被熔融氧化物覆盖的非晶薄弱区域产生。随着软火花放电的进行,在非晶界面层附近的膜层中出现了大量金红石纳米晶。该纳米晶有利于膜层中的电子转移,对软火花放电过程有促进作用。（3）软火花放电是在微弧氧化膜的近表面产生的等离子气氛放电（A型放电）,并在膜层内部形成大面积的丝状放电（C型放电）。膜层内的丝状放电导致软火花内层中产生了大量金红石相和气泡孔隙,这有利于软火花向膜层内的继续扩展,促进了软火花膜层的持续生长。其中,A型放电过程中存在等离子气膜被击穿和形成的反复过程,导致阳极电压和阴极电压均出现了波浪形振荡。（4）双脉冲微弧氧化过程中,等离子气氛放电引起软火花膜层中形成大量丝状放电,造成膜层中存在大量丝状通道和气体孔隙,从而显著降低膜层硬度,并略微降低了软火花微弧氧化膜层的耐蚀性。（5）随着阴极电流的增大,A型或C型放电的贡献占比增大,导致膜层表面出现大量光滑的多孔氧化物突起或边缘尖锐而内壁光滑的碗状凹坑,并且由于熔融氧化物突起数量的减少导致具有大量亚微米孔的泡沫状堆积物逐渐显现。随着阴极电流的增大,膜层中锐钛矿和金红石的含量均有所下降,但金红石相在金红石和锐钛矿含量之和中的占比却逐渐增加。（6）钛合金在单脉冲处理阶段出现局部区域集中放电现象,导致初始膜层厚度不均匀增长。该集中放电一方面导致放电区域的阻挡层厚度增加,另一方面导致放电周边区域的熔融氧化物堆积厚度增加,最终不利于软火花放电的形成,抑制了软火花层厚度的增长。总体上,钛合金在单脉冲处理阶段获得的初始膜层厚度对接下来的双脉冲微弧氧化膜层结构和性能影响较小。