微弧氧化被公认为镁合金表面处理中最有发展前途的方法之一。镁合金经微弧氧化处理后，可在其表面形成一层陶瓷膜层，该膜层具有高耐蚀性、高耐磨性和耐热性等。目前，镁合金微弧氧化常用的电解液为硅酸盐系电解液，微弧氧化膜层主要由MgO、Mg2SiO4和MgAl2O4组成。这些复合氧化物陶瓷脆性大，其线膨胀系数与基体金属相差较大，易开裂、脱落，失去对基体金属的保护作用。因此，开发具有良好韧性、与基体金属线膨胀系数相差较小的微弧氧化膜层是镁合金微弧氧化研究中一项非常有意义的工作。本文分别采用含Y（NO3）3的电解液微弧氧化（Micro-arc oxidation, MAO）和Y（NO3）3浸泡预处理后微弧氧化工艺，在AZ91D镁合金表面制备了Y₂O₃-ZrO₂-MgO复合膜和YSZ-MgO膜。借助SEM、EDX、XRD等分析了膜层的微观形貌、成分和相组成；采用动极化测试、全浸泡腐蚀试验、高温氧化试验和抗热冲击试验对比研究了Y₂O₃-ZrO₂-MgO复合膜、YSZ-MgO膜、普通微弧氧化膜和含ZrO₂微弧氧化膜的耐蚀性和耐热性，获得了如下研究结果。在NaAlO₂-K2ZrF6-KOH电解液中添加Y（NO3）3，利用微弧氧化制备了Y₂O₃-ZrO₂-MgO复合膜。和普通硅酸盐电解液中MAO膜相比，该工艺制备的膜层表面孔洞尺寸较小且分布均匀，致密性好；膜层主要由MgO，MgAl2O4，ZrO₂，Y₂O₃等物相组成，其中Y₂O₃占（Y₂O₃+ZrO₂）质量分数为7.13%。动极化曲线的测试结果表明，Y₂O₃-ZrO₂-MgO复合膜比普通的MAO膜具有更小的腐蚀电流密度，极化电阻提高了近一倍。在5wt%NaCl水溶液中，Y₂O₃-ZrO₂-MgO复合膜的腐蚀速率较普通微弧氧化膜下降了10%，仅为未处理镁合金的1%。在410℃高温氧化试验中，Y₂O₃-ZrO₂-MgO膜的氧化增重速率显著低于未经微弧氧化处理镁合金试样和普通的MAO膜层，在500℃的耐热冲击试验中，Y₂O₃-ZrO₂-MgO膜较普通的MAO膜层具备更好的耐热冲击性能。采用Y（NO3）3溶液浸泡预处理镁合金，能在镁合金表面形成一层Y₂O₃晶体和Y（OH）3非晶体的薄膜，在NaSiO3-K2ZrF6-KOH电解液中对预处理后的镁合金试样进行微弧氧化，可制备Y₂O₃占（Y₂O₃+ZrO₂）含量为26.78%的Y₂O₃-ZrO₂-MgO复合膜（简称为YSZ-MgO膜），与未经预处理镁合金微弧氧化制备的ZrO₂-MgO膜相比，YSZ-MgO膜层的致密性较好，表面孔洞细小且分布均匀。腐蚀试验结果表明，与ZrO₂-MgO膜相比，YSZ-MgO膜层的腐蚀电流密度较小，自腐蚀电位较正，极化阻抗较高，在5%NaCl溶液浸泡120小时后，YSZ-MgO膜的腐蚀速率较ZrO₂-MgO膜下降了66%，且显著低于未经微弧氧化处理镁合金试样。在410℃高温氧化试验中，YSZ-MgO膜相比于ZrO₂-MgO膜具有更好的抗高温氧化性能；在500℃的热冲击循环实验中，YSZ-MgO的耐热冲击循环次数也显著高于ZrO₂-MgO膜。DTA/TG分析结果表明，YSZ-MgO膜在1170℃下膜层重量变化ΔW和焓变ΔH随温度的变化很小，表明膜层中的Y₂O₃能够较好的稳定ZrO₂，从而提高了膜层的抗氧化和耐热冲击性能。