在不同类型的燃料电池中，质子交换膜燃料电池由于较宽范围的功率，相对较低的工作温度，功率密度较高、使用年限较长以及对环境不产生任何污染物等优点，而成为电动汽车和便携式应用程序的首要选择。双极板材料占据大部分的质量和成本而成为电池材料的核心组成部分，理想的双极板必须具有良好的耐蚀性、高电气导率、致密性、质量轻且机械强度好、易于加工制造以及具有良好的疏水性。最常用的双极板有石墨材料和金属材料，由于石墨材料的制造成本较高、机械性能差和渗透性高致使其广泛使用受到限制。由于金属阳离子的溶解不仅能导致电解质膜的退化，而且会增加接触电阻，在其表面生成钝化膜使得燃料电池的性能受到影响。钛合金在强酸性和潮湿的环境中即使在强电势条件下都具有较好的耐蚀性，因此钛合金比不锈钢更适合作为双极板材料。为了增强双极板在强酸性条件下的耐蚀性，从提高接触电阻的角度考虑许多涂层都加入了测试和研究的行列中，然而，这些金属板涂层在酸性溶液中由于存在固有的缺陷如：微裂纹，微孔，从而引起局部腐蚀的发生，随着时间的延长，局部腐蚀导致腐蚀速率也会升高。为了解决这个问题，我们采用双阴极等离子技术在硬涂层钛合金基板上成功的制备致密结构的涂层，从而为保护底层基体提供了基础保障。钽氮化物由于具有特殊的性能而被广泛应用于技术领域，例如在硅基集成电路中作为一个精确和稳定的薄膜电阻，作为优秀的扩散屏障层和生物活性涂层，因此，钽氮化物有巨大潜力应用于应用程序双极板。　　在本文中，使用双阴极等离子溅射沉积技术在钛合金表面合成新颖的纳米晶涂层 Ta2 N。所制备涂层的微观组织连续、致密，且与基体结合良好。纳米压入测试结果表明涂层 Ta2 N大大提高了基体的硬度及弹性模量；划痕测试结果表明所制备纳米晶涂层与基体具有良好的结合力。通过动电位极化、恒电位极化、开路电位（OCP）和电化学阻抗谱（EIS）等电化学测试技术分别评估了纳米晶 Ta2N涂层和 Ti-6A1-4V合金在模拟 PEMFC环境中的耐腐蚀性能，以及温度(25℃、50℃和75℃)和溶液 pH值的变化(1.5、2.5和3.5)对模拟 PEMFC环境下纳米晶Ta2N涂层和 Ti-6A1-4V合金耐腐蚀性能的影响。电化学测试结果表明：涂层的耐蚀性高于基体的耐蚀性，且涂层的电化学特性满足质子交换膜燃料电池对双极板材料的要求。采用不同电化学测试技术，本文还研究了Ta2N涂层与TC4在模拟唾液溶液中的耐蚀性能以及不同氟离子浓度(0.1、0.4和1wt%)对涂层和基体的耐蚀性能的影响。结果表明了涂层的耐蚀性高于基体的耐蚀性，涂层对基体有很好的保护作用。P ZC结果表明：两种试样的排斥氯离子的能力均随着溶液中氟离子浓度的增加而降低，且在相同的溶液环境中，涂层有更强的排斥氯离子能力。