微弧氧化技术是在阳极氧化基础上发展起来的一门新的表面处理技术。相对于传统的阳极氧化膜，微弧氧化膜具有与基体结合牢固、耐腐蚀、耐磨损和抗高温烧蚀等一系列优点，能够很好地解决传统表面处理技术不能解决的问题。但目前微弧氧化技术在微弧氧化无疏松膜层、可控可预测的制备工艺以及成膜机理等方面的研究尚不完善，因此有必要对微弧氧化无疏松膜层的制备方法和可控可预测的制备工艺展开进一步的研究，以更好地满足国防、航空航天、武器装备等领域的应用需求。本课题针对目前应用最为广泛的铝合金LC4，研究了短时间铝合金LC4微弧氧化无疏松层硬质薄膜的制备方法，深入研究了影响微弧氧化无疏松层硬质膜的影响参数及其影响规律，采用最小二乘法拟合出微弧氧化无疏松层硬质薄膜的厚度和硬度与各影响参数之间的关系表达式，并确定了各影响参数的优选范围；通过正交旋转组合试验设计，建立了微弧氧化膜的厚度和硬度与电解液各组分浓度关系的二次回归数学预测模型，并根据优化理论得出铝合金LC4微弧氧化无疏松层硬质薄膜回归优化的结果。利用SEM、EDS和XRD等现代分析手段，对LC4微弧氧化无疏松层硬质薄膜的微观结构、元素组成和相组成进行了测试分析，推导了LC4微弧氧化无疏松层硬质薄膜生长过程发生的化学反应方程式并分析了其生长机制，通过热力学理论计算了膜层组织相变的驱动力和相变温度，同时对铝合金LC4微弧氧化无疏松层硬质薄膜与基体的结合强度以及抗高温烧蚀性能进行了试验研究。