质子交换膜燃料电池PEMFC（Proton Exchange Membrane Fuel Cell）因功率密度高、工作温度低、效率高和零污染等优点而应用广泛。不锈钢作为PEM型燃料电池双极板在强度、成本、可加工性等方面有着无可比拟的优势,但在PEM型燃料电池工作环境中易腐蚀。为推动不锈钢双极板的商业化进程,必须对其进行表面改性。本文采用等离子体增强平衡磁控溅射技术对316L不锈钢进行表面改性,即在316L表面制备渗氮层、Cr/CrN_x涂层以及Cr/Cr₂N涂层,研究了磁控溅射沉积工艺参数对涂层显微形貌、相结构、接触电阻及耐蚀性的影响。研究结果表明:基体偏压对316L奥氏体不锈钢表面等离子体氮化层性能研究表明:渗氮层表面具有尖锐的晶界,出现大面积“滑移台阶”,衍射峰出现宽化、不对称、高指数的衍射峰减小、衍射峰向小角度偏移现象,晶界并未发现氮化物析出;当渗氮偏压为-500V时,样品表面形态相对平滑,晶格畸变较小,界面接触电阻ICR值为170mΩ/cm²,在PEM型燃料电池工作环境中耐蚀性较好且运行稳定;利用恒电位方法,0.6V成膜电位下在渗氮层表面上沉积1h钝化膜,钝化膜表现出p型半导体特征,-500V时界面化学反应速度较慢,耐蚀性较好。灯丝电流对氮、铬共沉积Cr/CrN_x涂层性能研究表明:灯丝电流为4A时,晶粒尺寸均匀,晶格畸变小,晶粒完整度高;涂层由Cr相和CrN相组成;在模拟PEM型燃料电池双极板工作环境中涂层耐蚀性较好,涂层交流阻抗谱由电荷转移步骤和扩散步骤组成;ICR值在7.64mΩ/cm²左右;涂层钝化膜类型由p型半导体转变成为n型半导体特征。渗氮时间对镀Cr后渗氮沉积Cr/Cr₂N涂层性能研究表明:随着渗氮沉积时间增加,晶粒由长条胞状Cr转变为圆胞状Cr₂N,晶胞间结合处并无明显孔隙,晶胞更细小且无纵向空孔洞;Cr（200）峰向Cr₂N（111）峰转化且Cr（200）峰逐渐减弱;渗氮0h时为Cr涂层,此时耐蚀性较好但接触电阻为567mΩ·cm^-2,是Cr/Cr₂N涂层的七倍左右。综合分析,渗氮时间为4h时,涂层为圆胞状结构,Cr₂N峰较强,耐蚀性较好且运行较稳定,ICR为80mΩ/cm²。Cr表面钝化膜表现出n型半导体特性,而Cr/Cr₂N表面钝化膜表现出p-type半导体特性。