镁及镁合金密度低、比强度高、资源丰富,是业界公认的最具发展潜力的一种功能结构一体化材料。但是容易腐蚀,很大程度上限制了其大规模应用,硅烷转化处理简单安全,对环境友好,目前已成为镁合金防护领域的一种主要方法。本文研究了在AZ91D镁合金表面三种化学转化膜(KH550+BTESPT双层硅烷膜,KH550+钕掺杂BTESPT的双层硅烷膜以及单一的钕化学转化膜)的最佳制备工艺,对比了其保护性能。结果表明,KH550+BTESPT双层硅烷膜均匀致密,主要由Si-O-Si键组成,环状Si-O-Si结构聚集使得膜层结构致密,稳定存在于镁合金表面,形成了一层良好的物理屏障,能有效防止镁合金的腐蚀。硝酸钕掺杂后,防护性能进一步提高;硝酸钕添加的最佳浓度是0.005mol/L,钕掺杂硅烷膜由环状Si-O-Si结构和Si-O-Nd键组成,经过对成膜机理的分析,一部分钕以Si-O-Nd的形式填充在硅氧烷结构中,一部分钕以无机颗粒存在于膜层最外层。通过对膜层腐蚀过程的深入分析,膜层的腐蚀大概分为三个过程,首先是Cl-在膜层表面吸附,之后随着浸泡时间增加,Cl-穿透膜层的缺陷,镁合金基体发生腐蚀,产生腐蚀产物,最后腐蚀产物堆积,膜层的防腐效果会有所下降。经过对比发现,钕掺杂硅烷膜的性能最好,膜层中存在环状Si-O-Si结构,也存在大量的Si-O-Nd键,所以物理阻隔效果增强,抵抗腐蚀的时间有所增长。