微弧氧化膜层生长时，首先在基体表面发生化学反应，生成一层阳极氧化膜。当增大反应电压时，膜层厚度会进一步增加，继续增加电压，厚度会随之增加。但是当反应电压增加到一定程度时，膜层会由于不能承受该工作电压发生放电击穿，产生等离子放电。反应的高温将使膜层发生熔融，基体元素由于处在富氧环境中，将形成氧化物。同时由于是在电解液中，熔融物将瞬间冷凝，在基体表面生成一层陶瓷。陶瓷膜的生成，将导致工作电压进一步升高，膜层再次被击穿，膜层厚度进一步增加。周而复始，膜层得以生长。
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