微弧氧化是近些年来发展起来的一种表面处理技术,主要应用于铝、镁和钛等阀金属表面处理,是由复杂的物理、电化学、热化学和等离子体放电综合作用的结果。在金属表面生成的微弧氧化膜具有优良的耐磨、耐腐蚀等性能,解决了关键零部件诸多应用上的难题。微弧氧化过程会出现火花放电现象并放出大量热,能耗很大,一般处理试件所使用的电流密度为10A/dm²以上,而微弧氧化设备功率是有限的,很难处理大构件,这限制了微弧氧化使用范围,本文针对这一实际应用需求开展研究,提出了在小电流密度下的钛合金TC4微弧氧化处理工艺技术,电流密度不大于1A/dm²。首先研究电解液工艺参数对钛合金TC4微弧氧化膜的影响,确定了磷酸盐、硅酸盐和铝酸盐电解液体系下主成剂的水平值,采用正交试验得到最优的电解液组分,进而研究了三种电解液体系下电参数和时间对钛合金TC4微弧氧化膜特性的影响,确定了三种电解液体系下电参数和时间的水平值,采用正交试验得到最优电参数组合,最后通过对比得出最优的制备工艺方案。研究了电解液稳定性对钛合金TC4微弧氧化膜的影响。研究了纳米Al₂O₃添加剂对钛合金TC4微弧氧化膜的影响。基于正交试验设计和神经网络理论建立了纳米Al₂O₃添加剂、电参数和时间对钛合金TC4微弧氧化膜性能的预测模型。运用交流阻抗技术提出了定量计算膜层孔隙面积和定量比较疏松层和致密层致密性的方法,并分析了纳米Al₂O₃对提高钛合金TC4微弧氧化膜耐腐性的作用机理。最后对三种电解液体系下微弧氧化膜XRD图的分析,推测出在微弧氧化过程中可能发生的化学反应,并通过热力学推测化学反应发生的可能性,以及一些化学反应的条件。运用交流阻抗技术分析了钛合金TC4微弧氧化两种后处理方式提高微弧氧化膜耐腐性的作用机理。