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镁是地球上含量较为丰富的资源之一，分布广泛。镁合金作为一种轻质工程材料，具有密度小、比强度高、导电性和导热性好等优点，广泛应用于汽车、电子产品以及航空航天领域。但是其化学活性大，标准电极电位很低，耐蚀性差，严重限制其广泛应用。目前对镁合金的表面处理主要有:化学转化、阳极氧化、电镀等。物理气相沉积技术(PVD)作为一种绿色改性技术，正发展成为薄膜工业化应用的主要方法。 本文采用物理气相沉积中的磁控溅射技术在AZ91D镁合金表面制备了多种防护性薄膜，利用场发射电子显微镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱和X射线衍射谱(XRD)等分析手段表征薄膜表面断面形貌、组成成分和物相结构;利用划格实验法表征薄膜基体间结合力;利用动电位极化曲线的电化学分析方法以及析氢试验和盐雾试验研究了镀膜及未镀膜镁合金在氯化钠溶液中的耐腐蚀性能，并对腐蚀破坏机制进行探讨，主要研究结果如下: (1)随着氮气流量百分比的增加，CrNx涂层相结构由金属Cr转变为Cr2N，再转变为CrN;涂层表面平整均匀，断面呈现柱状晶结构。划格实验法显示涂层未出现起皮、大面积脱落等现象，表明涂层基体结合力良好。随着氮气流量百分比的增加，电化学极化曲线表现为电位升高，降低了镁合金腐蚀反应的热力学倾向，且CrN涂层短程耐蚀性表现优异，但是随着与腐蚀介质接触时间的增加，析氢量急剧增加，表面腐蚀严重，涂层保护性失效，反而加剧镁合金的腐蚀进程。 (2)得到一套比较完善的评价PVD镀膜镁合金耐蚀性的方法，采用电化学方法、析氢试验和盐雾试验来综合表征PVD镀膜镁合金耐蚀性:先利用电化学动电位极化曲线表征涂层的短程耐蚀性，快速获得腐蚀电位和腐蚀电流密度等信息，然后对电化学测试表现良好的涂层样品进行析氢试验和盐雾试验，通过单位面积析氢量以及外观评级来评价涂层镁合金长时间内的抗腐蚀性能。 (3)制备的CrN、ZrN、AlN金属氮化物涂层均为单相，CrN和ZrN为fcc结构，AlN为hcp结构;涂层表面平整均匀，断面呈现柱状结构。划格实验法显示涂层未出现起皮、大面积脱落等现象，表明涂层基体结合力良好。金属氮化物涂层均能在短时间内对AZ91D镁合金基体起到一定的保护效果，但随着腐蚀性介质侵蚀时间的延长，CrN和ZrN涂层加速镁合金的腐蚀进程，而AlN涂层能略微提升镁合金的耐蚀性。 (4)对腐蚀破坏机制进行了探讨，空白镁合金在NaCl溶液中表面是以点蚀开始的局部腐蚀，随着氧化层的溶解消失，出现表面的全面腐蚀以及β相引起的电偶腐蚀，随着电偶腐蚀的扩展，析氢量增多，腐蚀加剧;而涂覆金属氮化物涂层的镁合金在NaCl溶液中的腐蚀过程也分为两个过程:腐蚀初期和腐蚀后期，腐蚀初期以点蚀为主，随着时间的增加，蚀坑向深度和广度扩展;腐蚀后期为基体局部腐蚀引起的快速溶解，氢气的剧烈析出使得涂层产生微裂纹，逐渐破裂并最终从基体表面剥离。涂层柱状结构存在的缺陷是发生局部腐蚀的主要场所，涂层与基体间的电位差是形成腐蚀原电池导致镁合金快速溶解的主因。 (5)制备的氮化硅涂层为非晶态，N/Si原子比1.4，结合XPS分析表明涂层为略微富氮的Si3N4涂层;涂层表面平整致密，断面呈现非柱状无定型结构。划格实验法显示达到评级标准4B，表明涂层基体结合力良好。 (6)电化学方法、析氢试验和盐雾试验表明氮化硅涂层能有效地显著地提升镁合金的耐蚀性。