微弧氧化工艺具备工序简单、适应性强的优势,是镁合金表面改性新技术之一。微弧氧化处理后的镁合金零部件,表面陶瓷膜层与镁合金基体结合情况良好,硬度高、耐磨性优异、保护性强,具有成为农业装备轻量化部件的可行性。但是该陶瓷膜层表面呈现火山状多孔结构,在工况恶劣的农耕环境中,腐蚀介质很容易通过这些微孔到达基体,形成电偶腐蚀,导致零件失效。因此,改善陶瓷膜层的微孔结构、降低孔隙率就成为该技术在农业装备轻量化实践中的关键。鉴于此,本论文以AZ31B镁合金为研究对象,通过掺杂微纳米TiO2颗粒对陶瓷膜层的微观结构、力学性能及耐蚀性进行了研究,具体内容及成果如下:（1）微弧氧化陶瓷膜层微观形貌的控制与优化。利用前期已经优化的电解液配方,以陶瓷膜层厚度、表面粗糙度为评价指标,选择氧化时间（min）、电流密度（A/dm2）和频率（Hz）作为因子,选择L9（3）4正交表对试验进行优化设计。得到试验最优参数如下,频率在800Hz、电流密度为6A/dm2、氧化时间为30min。（2）对添加TiO2纳米颗粒后的陶瓷膜层进行表征。根据SEM测试显示,添加TiO2纳米颗粒后,膜层表面的孔隙率降低,部分孔洞中含有团聚状的TiO2颗粒;综合XRD及EDS分析显示,电解液中TiO2不但参与了膜层构建,还进入了膜层的微孔中。使陶瓷膜层的物相组成发生变化,形成以MgO、MgAl2O4、Mg3（PO4）2、MgSiO4和TiO2为主要成分的复合陶瓷膜。（3）研究掺杂微纳米TiO2膜层组织及性能的影响。在上述优化后的工艺参数基础上,在电解液中掺杂0g/L、1.5g/L、3.0g/L、4.5g/L、6.0g/L等浓度的纳米级TiO2进行试样制备与检测。结果显示,在其它条件相同的前提下,随着电解液中TiO2浓度的提高,陶瓷膜层的生长速度显著增大、膜层与基体的结合力良好、膜层硬度随之提高,而表面粗糙度、摩擦系数及腐蚀速率随之降低;但是当TiO2浓度达到4.5g/L后,进一步增加浓度,膜层的硬度、摩擦系数、微观形貌,基本不变。（4）综合分析不同TiO2浓度下微弧氧化膜层的微观形貌、性能及物相组成,发现高硬度、高耐磨的TiO2颗粒是提高膜层性能的关键。它不但改善了膜层的物相组成,提高了膜层自身性能,还可以对孔洞及裂纹进行封堵,降低了表面粗糙度,提高了膜层的耐腐蚀性;还起到固体润滑剂的作用,降低了膜层的摩擦系数。本研究采用的电解液体系中,当TiO2颗粒的浓度超过4.5g/L后,电解液中出现大量的沉积或团聚现象。此时继续增加TiO2颗粒浓度,膜层表面的微观组织已无明显改变,各项性能指标趋于稳定。综上,在电解液中掺杂微纳米TiO2颗粒,可以显著提高微弧氧化膜层的生长速率、硬度、结合力,降低表面粗糙度、摩擦系数及腐蚀速率。但是,微纳米TiO2颗粒参与成膜的机理、封孔机制以及如何根据不同的电解液体系提高该颗粒的有效浓度需进一步研究。