微弧氧化（MAO）技术是一种在阀金属表面沉积硬质结晶氧化膜的绿色环保表面处理技术。该方法所获得的氧化膜层拥有优良的机械和物理性能,因此具有广泛的应用前景。微弧氧化技术对基体金属不会产生组织结构影响,且工艺简单,不造成环境污染,是一种极具发展前景的表面处理技术,也是众多国内外研究学者的研究热点。通过COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件,模拟分析了7075铝合金的微弧氧化成膜过程,讨论了该工艺的形成机制及膜层的表面形态。研究了微弧氧化成膜过程中的膜层厚度、温度、热应力分布规律,结果表明:微弧氧化的膜层分布范围与微弧氧化的阴极形状有关,氧化时间和正向工作电压都对膜层的生长存在影响。氧化时间与膜层厚度成正相关,氧化时间为40min,膜层最终厚度达到69.50,膜层的平均生长速率为1.74。正向工作电压由400V增加至600V,膜层厚度和平均生长速率均有明显增加,膜层厚度从33.13增加到58.00,膜层平均生长速率从1.10增加至1.93。通过对微弧氧化过程中热力学的研究,分析了热应力对氧化膜微孔和裂纹的影响。研究表明:微弧氧化过程中高温产生的热应力会对微孔的尺寸和形状产生不利影响,加剧裂纹的产生。在电击穿过程中产生的热应力主要集中在放电通道附近,膜层和金属基体中的应力随冷却时间延长趋于稳定,应力稳定后最大值出现在工件的边角处且位置不再改变,这种现象会造成膜层面出现不规则微孔和裂纹。基于仿真结果,设计微弧氧化实验方法,搭建实验平台,制备微弧氧化膜,采集实验样品数据。通过实验数据与仿真结果的比较:相同电参数条件下,氧化时间为40min时,实验样品的平均厚度比其仿真结果降低了23.92;电压由400V升高至600V时,实验样品的平均厚度增加23.91,仿真结果的膜层厚度增加24.87。二者数据出入较小,在可接受的误差范围之内,且曲线变化规律一致。结果表明,本研究方法具有较高的精度和实用性,可以为进一步探讨微弧氧化成膜机理提供一定的数据支持。