本项目针对舰船及飞机用铝合金LY12CZ微弧氧化涂层在交变或冲击应力等条件下使疲劳寿命显著下降的关键问题，提出新颖的多尺度、多层次全新结构复合涂层制备方法。通过纳米化工艺在铝合金表面制备纳米化过渡组织；采用已有的工艺参数对铝合金表面纳米晶层进行微弧氧化组织重构（形成多层复合涂层），揭示不同组织状态（微米晶粒与纳米晶粒）金属氧化时对微弧放电行为、涂层生长与结构的影响；阐明微弧氧化对金属纳米晶层表面应力的影响及与疲劳寿命的关系；对比研究微弧氧化涂层及多层复合涂层对铝合金疲劳性能的影响规律，揭示复合涂层中纳米晶层与致密氧化层对疲劳损伤的作用机理；对涂层进行优化设计，建立提高疲劳寿命特征微结构的形成途径。本课题对于丰富金属表面强化与延寿理论体系，开发新型多层复合涂层，解决微弧氧化后导致金属疲劳寿命下降的关键问题，具有重要的科学意义与工程应用价值。