镁合金微弧氧化的研究主要集中在对陶瓷膜的相组成、表面形貌及膜层成分分析上，而关于电解液对微弧氧化过程及膜层性能的影响报道较少。在电解液溶液体系中，由于硅酸盐体系SiO32-的吸附能力较强，所以研究也较为广泛。

在硅酸盐体系和有机胺体系下对AZ91D合金进行直流微弧氧化处理，虽然两种电解质体系涂层元素成分和组成相相同，均为金属相、MgO相和Mg2SiO3相，但有机胺电解质体系的涂层中非金属相(MgO、Mg2SiO4)相对含量高于硅酸盐处理体系，有机胺体系获得的涂层表面均匀致密性也优于硅酸盐体系。

在生成微弧陶瓷膜的过程中，电流密度对镁合金微弧氧化膜的性能会产生影响，氧化膜主要由晶态的MgO、Mg2SiO3及Mg2SiO4组成，但是随着氧化电流密度的升高，膜层的X射线衍射图中晶态MgO、MgSiO3及Mg2SiO4的衍射峰强度逐渐升高，即膜层的晶化程度升高。同时镁合金微弧氧化处理可使其表面硬度大幅提高，电源脉冲频率、占空比、电压、处理时间参数增加，都可使镁合金微弧氧化膜层的显微硬度增加。在一定范围内增加溶液的电导率，可使膜层的显微硬度提高。  

Alex等研究了AZ91D、ZE41A合金在含KOH、K2SiO4和KF电解液中形成的微弧氧化膜，发现其主要由Mg、Si、O、F及少量的K组成，并从测得的能键发现，硅以硅酸根离子而非SiO2的形式存在，F以F-形式存在。

不同电解液体系中生成的陶瓷膜结构和性能不同，硅酸钠体系中生成的陶瓷膜厚度大、偏铝酸钠体乐中生成的陶瓷膜较薄，偏铝酸钠与硅酸钠的混合体系中生成的陶瓷膜致密、耐府蚀性能较好。三体系中生成的陶瓷膜中都含有MgO，偏铝酸钠体系陶瓷膜中含有MgAl2O4、硅酸钠体系中含有Mg2SiO4，混合体系两种物质都存在。

生成的微弧氧化膜层中都含有高熔点的相，如MgO，Mg2AlO4，Mg3A12Si3O12等，这不仅证实微弧区瞬间温度非常高，而且表明溶液中离子直接参与了微弧区附近的化学反应。在微弧氧化陶瓷层中，碱性硅酸盐处理体系中微弧氧化陶瓷相Mg2SiO4的形成机理分为2个步骤：(1)SiO44-→SiO2；（2）高温下，SiO2+MgO→Mg2SiO4。Khaselev等的计算表明，起弧中心区温度超过2000 ℃，满足熔合条件。

膜层结构同时与电解液等工艺参数以及添加剂等有关，Wu等制备了AZ91D微弧氧化层，如图8所示，氧化膜为两层结构，外层为疏松层，存在许多孔洞；内层比较致密，厚度约占整个氧化膜厚度的70%，且与基体结合紧密。这是镁合金微弧氧化膜的典型结构。疏松层由许多孔洞(放电通道)和其他缺陷组成；致密层无明显的孔洞(放电通道)和其他缺陷。在表面形貌中所看到的孔洞并不贯穿整个氧化膜，开始于表面疏松层，终止于内部致密层。Shi等采用微弧氧化法在WE43镁合金表面制备了含硒涂层，所研制的掺硒涂层显著提高了WE43合金基体的耐蚀性，两步微弧氧化由于微裂纹少、厚度大，可以进一步提高镁合金涂层的耐蚀性。Nashrah等研究了微弧氧化（MAO）生成氧化层的形成机理，如图9所示，沟槽样品比扁平样品更早达到击穿电压，沟槽样品的生长速率高于平板样品，这与微放电活动相吻合。这种形成机制与不同表面结构上形成的氧化层的成核和生长有关。