微弧氧化是由普通阳极氧化发展而来的。其基础原理是突破传统阳极氧化对电流和电压的限制，将阳极电压从几十伏提高到几百伏。当电压达到一定临界值时，打破阀金属表明产生的氧化膜（绝缘膜），产生微弧放电，形成放电通道，在放电通道中立即形成高温度高压力，并伴随着复杂的物理化学过程，使金属表面原位生长出性能优良的氧化膜。 在微弧氧化过程中，将工件放入电解槽中，工件表面现象和膜层生长过程有着非常明显的阶段性。微弧氧化过程可分为四个阶段。在微弧氧化初期，金属光泽逐渐消失，材料表面产生气泡，在工件表面产生薄而多孔的绝缘氧化膜（绝缘膜） ，绝缘膜的存在是形成微弧氧化的必要条件。此时，电压和电流遵循法拉第定律，这是第一阶段-阳极氧化阶段。随着电压的升高，氧化膜被击穿，钛合金表面慢慢的出现密集明亮的小火花。此阶段维持的时间很短，这是火花放电的第二阶段。随着电压和膜层的增加，钛合金表面的火花逐渐增大，移动速度相对减慢，膜层生长迅速，这是微弧放电的第三阶段。随着氧化时间的延长，氧化膜达到一定厚度，膜越来越难穿透，慢慢的出现一些更大的红斑，不再移动，而是停在固定位置连续放电，伴随着尖锐的爆炸声，这是第一个 四阶段-弧放电阶段。但现阶段膜层损伤较大，应尽可能的避免。 在火花放电前，钛合金表面的氧化膜主要是二氧化钛。从火花放电阶段开始，电解质中的元素开始步入膜层，并与基质元素反应产生新的化合物，来提升膜层的性能。在微弧放电阶段，氧化膜的击穿总是发生在膜相对较弱的部位。击穿后，该部位形成新的氧化膜，因此击穿点转移到下一个相对较弱的部位。因此，最终形成的氧化膜( 陶瓷膜) 是均匀的。由于微等离子体氧化膜的形成包括物理、化学、电化学和等离子体化学的共同作用，其过程很复杂，没有合理的模型来充分描述氧化膜的形成过程 。

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