本论文通过在体外模拟生理环境中进行的各种试验和分析,系统地揭示了AZ91镁合金在生理环境中的降解行为和机理,并采用全方位等离子体离子注入和涂覆复合涂层的方法对AZ91镁合金进行了表面改性研究。通过AZ91镁合金在所设计的四种测试溶液中的腐蚀行为和电化学行为,系统的揭示了生理环境中的侵蚀性离子(Cl^-、HPO₄^2-、HCO₃^-和SO₄^2-)在生理浓度下对镁合降解行为的影响,并分析和讨论了其内在机制。研究结果表明,Cl^-会诱发镁合金表面发生多孔状点蚀;HPO42?对镁合金的降解速度有较强的抑制作用;HCO₃^-会大大加速镁合金的降解速度,但会诱发剧烈腐蚀部位发生钝化行为,从而对点蚀的扩展具有较强的抑制作用;SO₄^2-会在有限程度上会加速镁合金的降解速度。通过在模拟体液中的浸泡试验,对AZ91镁合金表面降解产物层的结构、组成和分布趋势进行了系统研究。腐蚀产物均为非晶态,主要包含有MgO/Mg（OH）₂、镁的磷酸盐和碳酸盐、钙的磷酸盐和碳酸盐及Al₂O₃和Al（OH）₃等。镁合金表面产生的不均匀腐蚀导致腐蚀产物层不均匀。在严重腐蚀区域,腐蚀产物层较厚,且含有大量的Ca和P元素。在轻微腐蚀区域腐蚀层较薄,仅含有少量的P元素,基本无Ca元素。通过AZ91镁合金在模拟体液中的浸泡试验,系统的揭示其在降解过程中的降解速度、镁离子释放速率和周围环境pH值的变化趋势和腐蚀方式。在接触模拟体液初期,其降解速度和Mg离子释放速率极快,并引起局部pH值显著升高,经过一定时间后,降解速度和镁离子释放速率基本保持稳定且远远低于初期。镁合金在降解过程中会发生微弱的点蚀,但点蚀具有一定的自我修复能力。Zr和Al元素的全方位离子注入改性只能在优先程度上提高处理后镁合金的耐腐蚀性能。采用磁过滤阴极弧沉积技术在AZ91镁合金表面制备了致密、均一的Al₂O₃/Al复合涂层。复合涂层致密、均一可以在较长时间内显著提高镁合金的耐腐蚀性能。涂层与基体具有较好的结合力,在受力时不易出现剥落和破碎。