近年来，镁及其合金因储量丰富，性能优良受到人们的关注，广泛应用于航空航天、微电子产业、汽车工业。但是，镁及其合金的耐腐蚀性能较差，这一缺陷限制了其广泛应用。提高镁合金的耐腐性是当前镁合金产业的重要课题，目前的主要方法有优化合金工艺及表面涂层技术。磁控溅射技术由于具有沉积薄膜质量好、技术简单、对环境友好等特点被认为是制备表面涂层的最佳方法之一。本论文研究采用磁控溅射技术在AZ31镁合金表面沉积碳氮化钛薄膜，使用双靶反应溅射及单一化合物靶溅射两种沉积方式。采用场发射扫描电镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪及台阶仪分别研究了薄膜的表面形貌、微观结构、化学组成、薄膜厚度以及表面粗糙度。通过电化学测试研究了碳氮化钛薄膜的耐腐蚀性，并研究了制备工艺参数对所制碳氮化钛薄膜性能的影响。采用划格实验法评定了碳氮化钛薄膜与镁合金基体间的结合力。研究表明：本实验采用两种沉积方式制备的碳氮化钛薄膜均为非晶结构，膜基附着力良好，均为5B等级。当C靶溅射功率为50W、Ti靶溅射功率为50W、氮气流量为20sccm、溅射时间为4.5h时，双靶反应溅射制备的碳氮化钛薄膜耐腐蚀性能最佳，腐蚀电流密度(1.664×10^-6A/cm²)比镁合金基体(1.785×10^-5A/cm²)降低了1个数量级。单一TiCN化合物靶制备的碳氮化钛薄膜也能够显著提高镁合金基体耐腐蚀性，腐蚀电流密度(4.307×10^-6A/cm²)比镁合金基体(1.785×10^-5A/cm²)降低接近1个数量级。两种不同沉积方式制备的碳氮化钛薄膜在表面形貌、化学组成等方面都有差异。反应溅射制备的碳氮化钛薄膜表面致密、无明显缺陷，而化合物靶制备的碳氮化钛薄膜表面有少量缺陷。反应制备的碳氮化钛薄膜耐腐蚀效果更好，但工艺较复杂、成本较高；而化合物靶制备的碳氮化钛薄膜工艺简单、成本低，需进一步优化制备工艺，从而提高碳氮化钛薄膜的耐腐蚀性能。两种方法制备的碳氮化钛薄膜都能在一定程度上提高镁合金的表面硬度，进一步拓展了碳氮化钛薄膜在提高镁合金表面耐腐蚀性能方面的应用范围。