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Mg-Gd-Y-Zr系列稀土镁合金由于其优良的高温强度以及抗蠕变性能,得到了广泛的研究与应用。然而其较差的耐腐蚀和耐磨损性能极大地限制了发展,表面改性是改善稀土镁合金耐蚀耐磨性能最有效的方式之一。本文采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术,在GW83镁合金表面制备碳膜来达到提高其耐蚀耐磨性能的目的。同时,对磁控溅射离子镀沉积碳膜的工艺进行了系统研究,主要分析了清理偏压、基体负偏压、靶电流、不同过渡层对碳膜的表面形貌、硬度及弹性模量、膜基结合强度、耐蚀性、耐磨性等的影响,并获得了最佳制备工艺。实验结果表明,镀膜前施加合适的清理偏压可以有效清理基体表面,从而减少薄膜缺陷,提高薄膜致密度。在镀膜过程中给基体施加负偏压,能增强离子对薄膜的轰击作用,使得薄膜致密度及与基体的结合强度提高,从而其耐蚀性得到提高;但过大的基体偏压会造成对基体过高的能量轰击,不利于薄膜致密度及耐蚀性的提高。合适的靶电流可以对薄膜形成适当的正离子轰击,且能保持合适的沉积速率,从而形成孔隙率低并与基体结合良好的膜层。本文中基体偏压为-40 V靶电流为3.5 A下制备的C/Al薄膜综合性能最佳,硬度及弹性模量分别为880.9 HV和68.8 GPa,在3.5 wt%NaCl溶液中的腐蚀电位为-1624mV,腐蚀电流密度为198μA cm-2。2 N,1800 s磨损环境下磨痕宽度为0.93 mm。相比于C/Al、C/Ti膜层,C/Cr膜层具有更高的硬度及耐磨性能,这是由于高硬度的Cr作为金属过渡层时可以有效提高基体承载能力。C/Al膜层具有更高的膜基结合强度及耐腐蚀性能,这是由于Al的物理性能(如硬度、弹性模量)与Mg最接近,Al易于沉积在镁合金上,同时Al与Mg电极电位接近,减小了电偶腐蚀的影响。将磁控溅射与化学镀相结合,制备了致密均匀,表面孔隙率极低的Ni+C复合膜层,其表面碳层为典型的类石墨结构。在复合膜层中,表面碳层与Ni层结合良好,在3.5 wt%NaCl溶液中的腐蚀电位由GW83镁合金的-1673 mV正移到-1372 mV,腐蚀电流密度由90μA cm-2降至11μA cm-2,显著提高了基体的耐腐蚀性能。此外Ni+C复合膜层在磨损测试时延长了基体镁合金的磨损寿命。这是由于较厚的Ni中间层的加入,不仅提高了膜层致密度,降低了孔隙率;而且起到了过渡各层硬度的作用,降低了膜层内应力,提高了膜层的承载能力,从而提高了复合膜层的耐蚀耐磨性能。