铝活塞在内燃机上的应用具有重要意义,符合内燃机轻量化的发展趋势,然而其表面硬度、隔热性、耐磨性等性能上的缺陷制约了其广泛应用,因此需要对其进行表面强化处理。微弧氧化技术可以在铝合金表面制备具有高硬度、耐热、耐磨、耐腐蚀等优点的陶瓷层,弥补了铝合金的不足。另外,该技术亦可与其他技术复合以制备性能更为优异的强化层。本文使用高能球磨法制备了碳化硅、蛇纹石和二硫化钼的微纳米颗粒,利用正交试验法设计了粉体混合方案,将粉体添加进电解液中进行微弧氧化试验,以获得复合微纳米颗粒的氧化膜层；使用扫描电镜探究了膜层表面形貌及元素组成,测量了膜层厚度、能耗、显微硬度、粗糙度和导热系数,并进行了摩擦磨损试验；使用正交试验的综合平衡法找到了最优试验方案,最后对比分析了其强化效果。结果表明,通过向电解液中加入微纳米颗粒的方式可以制备出含有微纳米颗粒的微弧氧化层,不同粉体浓度配比会影响氧化层的性能和试验能耗。微弧氧化过程中的电流大小与膜层的生长速度成正相关关系,由于膜层阻抗随着膜厚增加而增加,恒电压限制了较厚膜层的生成。按照碳化硅3g/L蛇纹石2g/L二硫化钼1g/L的方案添加得到的微弧氧化膜层性能最优,与普通微弧氧化相比,其膜厚提高了77.81%、单位能耗降低了50.57%、硬度提高了30.07%、导热系数降低了4.2%,而粗糙度变化不大。油润滑条件下的摩擦磨损试验中,最优试样的磨损量是普通微弧氧化试样的32.3%,干摩擦条件下,最优试样的磨损量仅为后者的84%。