微弧氧化(Microarc oxidation, MAO)又称等离子体电解氧化(Plasma electrolytic oxidation, PEO)、微等离子体氧化(Microplasma oxidation, MPO)等，是通过电解液与相应电参数的组合，在铝、镁、钛等金属及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用，原位生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层。
微弧氧化工艺将工作区域由普通阳极氧化的法拉第区域引入到高压放电区域，克服了硬质阳极氧化的缺陷，极大地提高了膜层的综合性能。微弧氧化膜层与基体结合牢固，结构致密，韧性高，具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘等特性。该技术具有操作简单和膜层功能可控的特点，而且工艺简便，环境污染小，是一项全新的绿色环保型材料表面处理技术，在航空航天、机械、电子、装饰等领域具有广阔的应用前景。
如图1所示，将铝、镁、钛等有色金属或其合金置于电解液中作为阳极，在微弧氧化专用电源所提供的外加电场作用下，使材料的表面在高于法拉第放电区外的微弧区电压作用下产生微弧放电，微弧放电产生瞬间高温高压，在热化学、等离子体化学和电化学等因素的共同作用下，使得有色金属材料近表面内发生复杂的电化学反应、等离子体运动、材料相变、溶液离子电泳运动等物理、化学、电化学过程，从而导致材料表层物质发生电击穿、熔化、化学反应、凝固、扩散、相变等一系列物理化学变化。在高温高压以及这些复杂反应的共同作用下，在基体材料表面便形成了性能优异的陶瓷膜层。由于铝、镁、钛氧化物的高阻抗特性，在相同电参数条件下，较薄的膜层区域总是优先被击穿放电而生长增厚，这样最终使得材料表面生长一层均匀致密的陶瓷膜层。同时还可以根据需要调整电解液的配方，从而在材料表面生成具有不同性能的陶瓷膜层。该技术的基本原理类似于阳极氧化技术，所不同的是利用等离子体弧光放电增强了在阳极上发生的化学反应，这也是该种膜层综合性能优于阳极氧化膜层的原因。 
图1 微弧氧化技术原理示意图 微弧氧化处理过程 
图2为根据微弧氧化技术原理设计制造的生产线
微弧氧化处理能力强，可以处理各种形状复杂的工件，能在试件的内外表面生成均匀陶瓷层；对材料的适应性广，除铝、镁、钛金属及其合金外，还能在锆、铊、铌等金属及其合金表面生长陶瓷膜层。 微弧氧化电解液对环境基本无污染，整个处理过程中无有害废水和废气产生，绿色环保可持续发展。 整套设备、工艺简单，处理工序少，无须经过酸洗、碱洗等前处理工序，除油后可直接进行微弧氧化处理，易于实现自动化生产。 处理效率高，一般阳极氧化获得30μm左右的陶瓷层需要1~2h，而微弧氧化只需10~60min即可。 陶瓷膜层与基体以冶金方式进行结合后原位生长，两者结合紧密，膜层与基体有较好的结合力，不易剥落。 陶瓷膜层拥有比较好的综合性能，如具有良好的耐蚀性、耐磨性、高硬度等，此外还能制备出具有隔热、催化、抑菌、生物亲和性等其它特殊功能的膜层。 表1列出了微弧氧化与阳极氧化膜的性能指标对比情况。从中可以看出微弧氧化膜的性能较阳极氧化及硬质阳极氧化膜的各项性能指标有显著的提高。 图3为微弧氧化膜层的典型形貌。表面盲孔微区分布均匀（见图3a），有利于减摩条件下连续油膜的形成，改善润滑条件，降低摩擦因数，延长使用寿命。对用于防腐保护涂层，此类表面状态也有利于进行封孔或喷粉等后续处理，增强其附着力；膜层与基体以冶金型微熔过渡区连接,其组织致密无穿孔（见图3b），因此膜层与基体结合牢固。表2为不同微弧氧化膜层的性能指标。 图3 微弧氧化膜层的典型形貌照片 (a) 表面；(b) 截面 微弧氧化技术广泛应用于航空、航天、兵器、机械、汽车、电子、交通、石油化工、纺织、印刷、医疗等行业铝、镁、钛及其合金的防腐耐磨耐热绝缘处理。此外，还可用于：喷粉的前处理、喷漆的前处理、电泳的前处理、可替代污染严重的电镀硬铬及可替代工艺复杂且污染严重的阳极氧化等领域。 以下为微弧氧化技术在铝合金、镁合金及钛合金零部件表面处理上的一些应用实例照片。
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