鋁合金微弧氧化也被稱為鋁合金陶瓷層氧化技術(shù)。將鋁合金工件置于一弱堿性電解質(zhì)溶液中，在較高電壓、較大電流的條件下。首先在鋁表面生成一薄的氧化物絕緣層，隨著陽極氧化電壓的繼續(xù)提高，當(dāng)電壓超過某一臨界值時，絕緣層會擊穿放電產(chǎn)生微電弧區(qū)，并在放電處產(chǎn)生數(shù)千開爾文的高溫而導(dǎo)致氧化膜層和基體金屬被熔融甚至氣化，金屬元素和氧元素在放電通道中發(fā)生強烈擴散并相互反應(yīng)形成新的化合物，這些新形成的熔融物與電解質(zhì)溶液接觸后便會激冷而形成陶瓷膜層。
鋁合金微弧氧化工藝在形成微弧氧化鋁陶瓷層過程中，在理論上屬于不消耗電解質(zhì)和電極材料工藝方法，因而可用非消耗性的不銹鋼作為陰極，避免了重金屬離子從陰極溶入并隨廢水流出污染環(huán)境，所以鋁合金微弧氧化也稱為清潔陽極氧化工藝。通過微弧陽極氧化獲得的膜層具有很高的硬度、耐磨性和耐腐蝕性，而通過常規(guī)陽極氧化獲得的氧化膜層不管在硬度還是在耐磨性、耐腐蝕性方面都是無法與之相比的，該項技術(shù)早期主要應(yīng)用于航空、航天、兵工等高技術(shù)領(lǐng)域。隨著該項技術(shù)不斷成熟和推廣，近十多年來在機械、電子、裝飾等民用領(lǐng)域也得到了較多應(yīng)用。微弧氧化技術(shù)所獲得的膜層與普通陽極氧化所獲得的膜層相比在性能上雖然有很大的優(yōu)勢，但也存在著一個明顯的缺點，能耗高，成膜效率較低，國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的研究人員對電解質(zhì)溶液中添加物質(zhì)（如在硅酸鹽電解質(zhì)溶液中添加鎢酸鈉、EDTA、檸檬酸鹽、甘油等）以及對電源波形及頻率的優(yōu)化選擇可提高微弧氧化的成膜效率和降低能耗等進行過大量研究并獲得較大成功，但要這一技術(shù)在中小企業(yè)普及應(yīng)用還有一定距離。
鋁合金微弧陽極氧化所用的電解液主要有三個方案，一是以硅酸鈉與氫氧化鈉為主的電解液，這類溶液成分簡單，對環(huán)境污染輕而被較多采用，但這類溶液使用壽命短，能耗較高。二是以磷酸鹽為主的電解液，主要成分是各種磷酸鹽、硼酸鹽等，這類電解液獲得的膜層致密性、均勻性和硬度都顯著提高，但溶液的濃度高，對環(huán)境污染較為嚴重所以很少采用。三是以鋁酸鈉為主的電解液，主要成分有鋁酸鈉和氫氧化鈉，這類溶液成分簡單，對環(huán)境污染輕，應(yīng)用較為廣泛，但缺點是溶液中鋁酸鹽水解產(chǎn)物易發(fā)生聚合反應(yīng)而使溶液成分發(fā)生變化，降低電解液的穩(wěn)定性。
