近年来,随着科学技术的不断发展,人类对海洋的探索和需求不断深入。然而,由于海洋环境十分苛刻,对船舶等海上设施所用钢材的结构性能及耐腐耐污性的要求极高,特别是海洋微生物对钢材的吸附和腐蚀问题是亟待解决的问题之一。因此提高钢材表面耐海水腐蚀性能及防污损性能的研究意义重大。本论文针对海洋用钢在实际工况中面临的腐蚀与污损问题,分别采用大气等离子喷涂技术、等离子体增强化学气相沉积技术及等离子体渗氮技术,在AH32钢表面分别制备等离子喷涂(Ti O2、Co基、Ni基)涂层、Si-DLC薄膜以及渗氮层。分别运用SEM、AFM、Raman光谱、粗糙度测量仪、接触角测量、冲刷腐蚀以及电化学等手段表征了涂层的表面形貌、粗糙度、成分、疏水性能及耐蚀性能,讨论了涂层的腐蚀过程及相应机理,并运用电化学监测手段表征了等离子喷涂涂层的微生物附着腐蚀机理。论文取得的主要进展如下:研究了AH32钢表面等离子喷涂制备疏水涂层及其耐腐蚀性能。发现等离子喷涂涂层显著改善了AH32钢的疏水性能。Co基涂层及Ni基涂层与水的静态接触角达到了130°以上,均具有较好的疏水效果。三种涂层均明显改善了AH32钢的耐腐蚀性能。等离子喷涂Ni基涂层的腐蚀失重率最小,腐蚀电流密度最低。研究了不同Si含量Si-DLC薄膜疏水及耐蚀性能。发现随着Si含量的增加,薄膜表面粗糙度下降、sp3键含量增加、sp2键含量减少、ID/IG减小、疏水性能提高。三种薄膜均明显改善了AH32海工钢的耐腐蚀能力,其中Si含量为13.35%的Si-DLC薄膜的腐蚀速率最小,耐腐蚀能力最佳。研究了渗氮时间对AH32钢表面渗氮层疏水及耐蚀性能的影响。发现经离子渗氮后,AH32钢的表面粗糙度明显提高,接触角均在120°以上。其中渗氮时间为4h的试样表面粗糙度最大,为205μm,与水的接触角达到145°。渗氮明显改善了AH32海工钢的耐腐蚀能力,其中渗氮时间为4h的AH32钢腐蚀速率最低,耐腐蚀能力最佳。利用电化学监测对AH32钢等离子喷涂涂层微生物腐蚀过程进行了研究。发现在人工海水和自然海水中涂层和基体的腐蚀行为显著不同。在自然海水浸泡初期,微生物的吸附会导致涂层电位的下降。浸泡后期,由于微生物在锈层中的富集增加了涂层的腐蚀速率。疏水材料在浸泡过程中的腐蚀行为主要受其腐蚀产物的影响较大。