作为轻质金属材料,镁合金拥有优异的物理和化学性能,其低的密度、高强度及良好的生物降解性,在汽车工业、轻型设备、电子产品、生物医学等领域得到广泛应用。然而,镁合金普遍存在的耐腐蚀性差问题,使其应用受到限制。目前,镁合金耐蚀性的改善途径除提高合金纯度和热处理外,表面改性也是一种有效的方法。常用的镁合金表面处理方法包括化学镀、化学转化、离子注入、阳极氧化、微弧氧化(MAO)、气相沉积等。其中MAO涂层在合金表面原位生长,与基底的结合稳固,可有效抑制基体腐蚀,但仍存在不足。基于MAO复合涂层的制备,不但可以弥补缺陷,同时可赋予镁合金多种功能,满足其应用要求。本文选择AZ31镁合金为基材,通过MAO和不同技术相结合,分别在基材表面制备两种具有多种功能的复合涂层,即MAO/PEI/Ag复合涂层和MAO/PLA/ ZnO复合涂层。采用SEM、EDS、XRD、XPS等手段对复合涂层组织、成分及结构进行表征。借助电化学方法评估其耐腐蚀性。通过抗菌实验研究其对金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抗菌活性,并结合细胞活死和增殖实验分析复合涂层的生物相容性。研究结果表明:(1)通过MAO和自组装技术,在AZ31表面制备MAO/PEI/Ag复合涂层。聚乙烯亚胺(PEI)和银纳米颗粒(Ag NPs)的自组装涂层明显改善了MAO膜表面结构。复合涂层改性试样在磷酸盐缓冲液(PBS)中的腐蚀电流密度较未处理的镁合金基材降低了约3个数量级;其表面金黄色葡萄球菌的存活率仅为1.28%,是镁合金基材的1/13。该复合涂层改性镁合金具有良好的耐腐蚀性和抗菌性,有望应用于抗菌领域。(2)将MAO和浸渍涂布结合,在AZ31表面制备MAO/PLA/ ZnO复合涂层。复合涂层厚度为37.46±1.02 nm。由聚乳酸(PLA)和氧化锌( ZnO)纳米颗粒组成的有机-无机涂层对MAO膜起到封孔作用,同时提高了MAO表面致密度。复合涂层改性试样的腐蚀电流密度相比镁合金基材降低了约4个数量级;在模拟体液(SBF)中浸泡14天后,涂层表面聚合物部分降解,氢气析出量仅为0.48 m L/cm~2,是镁合金的3/65。经分析,除PLA的贡献外, ZnO纳米颗粒的添加也有效阻碍了腐蚀液对基体的侵蚀。(3)MAO/PLA/ ZnO复合涂层改性试样表面抗菌率约72.32%,较镁合金基材提高了31.60%,表现出良好的抗菌性。MAO/PLA/ ZnO复合涂层具有良好的细胞相容性。 ZnO纳米颗粒的添加增强了涂层的亲水性,同时可促进小鼠颅骨前成骨细胞的生长和增殖。该表面改性为镁合金作为骨植入材料应用于临床骨整形领域提供了依据。