Предложен метод формирования композитных упрочняющих покрытий на алюминии и алюминиевых сплавах путем анодирования биметаллических систем Al/Ta. В результате последовательной электрохимической поляризации алюминия и тантала через сформированную матрицу в порах анодного оксида алюминия (АОА) образуются столбиковые наноструктуры оксида тантала, высота и диаметр которых зависит от условий анодирования алюминия и напряжения реанодирования тантала. Сформировано композитное покрытие, состоящее из пористой матрицы АОА с высокоупорядоченными наноразмерными вертикально ориентированными порами, заполненными столбиками из оксида тантала. Разработана геометрическая модель данной структуры, представляющей собой гексагонально расположенные ячейки со стержнями в центре каждой ячейки, в которых учтено влияние основных и обобщенных параметров микроструктуры на физико-механические свойства конструкционного материала.