目前在AZ31镁合金表面利用磁控溅射法制备TiAlN薄膜的研究不多,且未针对负偏压的变化研究Al原子掺杂后薄膜结构及耐腐蚀性能的变化情况。选择射频电源,利用磁控溅射(Magnetron sputtering,MS)方法在AZ31上制备了防腐蚀性能良好的纳米TiAlN薄膜。分别采用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)测试观察了薄膜的微观特征,借助电化学工作站测试了薄膜在3.5%NaCl溶液中的极化曲线和交流阻抗谱来表征薄膜的耐腐蚀性能。结果表明:基体施加的负偏压大小对薄膜的结晶和生长有较大的影响,膜层主要由TiAlN、AlN和TiN 3相组成,高分辨像和选区电子衍射显示薄膜为细小的多晶结构,3组负偏压下的平均晶粒尺寸分别为35.76,41.22,38.95 nm;薄膜具有较好的耐腐蚀性,腐蚀电位从基体的-1.545 V提高到-1.070 V,电流密度下降了2个数量级,交流阻抗的Nyquist谱和Bode-|Z|谱显示负偏压为45 V的薄膜耐腐蚀性能最好。