随着微纳米技术的发展，含铁氧化物材料由于其廉价高效、环境相容性好、吸附性能优异等特点在催化及光催化、气敏传感器、磁性材料和污水处理等领域发挥了越来越重要的作用。然而含铁氧化物微纳米材料的负载技术一直是一个瓶颈，严重阻碍了其应用领域的进一步拓宽。本文分别通过微弧氧化法、水热法和热处理法成功在碳钢表面原位生长了负载型含铁氧化物膜层。在微弧氧化法中研究了电参数、电解液参数和电解液种类对膜层形貌的影响；在水热法中研究了前处理方式、反应条件和表面添加剂对膜层微观结构的影响；在热处理法中研究了前处理工艺、反应条件对膜层形貌的影响并且对热处理工艺应用到微弧氧化法和水热法后处理工艺中的可能性进行了探索，最后通过SEM、XRD和EDS等手段进行了形貌和结构表征。实验结果显示，利用微弧氧化法可以制备多孔形貌的含铁氧化物膜层，其中电源模式对膜层形貌影响巨大，方波脉冲电源倾向于生成结合力良好的非晶态褶皱状铁氧化物，孔径在2um-4um，而直流脉冲电源趋向于生长厚度更大的火山喷发状晶态产物，孔径在5um左右。利用水热法可以制备出不同尺寸、多种形貌和分散度的亚微米铁氧化物，包含了-Fe2O3、Fe3O4、-FeOOH三种铁氧化物，具有“立方块状”、“雨伞状”、“六边形状”、“棒状”等形貌，尺寸大小从100nm到2um不等，反映出化学抛光、反应温度和表面添加剂对形貌的调控作用尤其显著，并且揭示了溶解氧含量是一个影响反应产物的重要条件。利用热处理法可以制备出纳米线、纳米带和纳米片的形貌，纳米片厚度可达100nm，宽度可达800nm；纳米带长度达数微米级别，纳米线直径小于50nm，而长度也达到数微米；发现了前处理工艺对膜层形貌的影响较小，但高温条件下容易引起膜层原有形貌的坍塌，而且膜层组分-Fe2O3和Fe3O4具有受热同步生长的特点。