钽由于其表面易自发形成Ta2O5氧化膜,使钽拥有优异的耐腐蚀和耐磨损性能,而等离子体电解氧化技术（Plasma electrolytic oxidation,PEO）可在阀金属如铝、镁、锆、钛、钽及其合金表面原位形成一层氧化膜,故钽等离子体电解氧化技术可显著改善其耐腐蚀和耐磨损性能。现今人们对钽等离子体电解氧化成膜已有少量研究,然而其成膜机理一直未被深入研究。本文分别在硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐三种体系中,研究了钽PEO的成膜过程及伴随的火花放电行为,进一步分析了三种体系中PEO处理得到氧化膜的耐腐蚀和耐磨损性能,同时探究了钽等离子体电解氧化膜着色工艺及原理。在8g/l Na Si O3·9H2O+1g/l KOH电解液中,发现时间-电压曲线中负电压的上升伴随着氧化膜结构和火花形貌的改变,通过探究负电压上升前后的膜层恒压波形和阴极极化行为,得出负电压变化伴随形貌变化的行为发生在PEO过程,且受阳极电位的影响,由于阳极脉冲放电过程产生的氧气附在放电通道口阻挡了阴极放电氢气析出,导致析氢过电位增加,PEO膜层结构由“瘤子”状转变为更致密的“饼”状结构,PEO后期非晶的Si O2直接沉积在氧化膜表面形成了“珊瑚”状结构。在10g/l Na Al O2+2g/l KOH电解液PEO过程中,由于氧化膜放电通道内的局部高温,α-Al2O3大量产生于放电通道内,形成了厚度更大的双层氧化膜结构,外层膜为含α-Al2O3多孔层,内层膜为更致密的Ta2O5膜。而在10g/l Na3PO4·12H2O+2g/l KOH电解液中,由于磷酸盐电解液电导率弱,PO43-不参与成膜,PEO过程形成了厚度很小的膜层。三种电解液体系中形成的PEO膜层都显著地改善了钽的耐腐蚀性能,其中铝酸盐电解液中PEO处理10min的样品腐蚀电流密度为1.03×10-9Acm-2,在3.5wt%Na Cl溶液中浸泡160天后阻抗为1.03×108Ωcm2,耐腐蚀性能最好,这归因于其致密的内层膜。相比较于基体钽,耐腐蚀性改善了3个数量级。PEO形成的膜层与基体相比,耐磨损性能改善明显,磨损机制由磨料磨损转变为粘着磨损。硅酸盐电解液和铝酸盐电解液中PEO处理10min的样品磨损试验后膜层未被破坏,摩擦系数分别为0.42和0.58,其中硅酸盐电解液中PEO处理10min的膜层磨损率为1.97×10-5mm3/（N·m）,比基体钽改善了1个数量级。在等离子体电解氧化处理前期,钽表面形成了阳极氧化膜,钽阳极氧化膜在光的干涉效应下呈现出丰富多彩的颜色,氧化膜颜色的变化受处理电压控制。