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CrN涂层具有良好的耐高温、耐腐蚀、耐磨损性能，是良好的高温结构材料和防护材料。单一的二元CrN涂层不能满足当代苛刻的应用环境，急需对其改性。为了获得性能优异的高质量CrN基涂层，本文采用闭合场非平衡直流磁控溅射离子镀技术分别制备了CrN涂层、CrAlN涂层和梯度CrTiAlN涂层，并对其微观结构、力学性能及高温氧化性能进行了研究和理论分析。所获得的主要结果如下：1)在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上沉积了一系列CrN涂层，并研究了N2流量比、基体温度、Cr靶功率及基体负偏压等工艺参数对涂层的综合性能的影响。随着N2含量的增加，涂层的沉积速率下降；涂层硬度和结合力先随温度的升高而增大，当两者的值达一恒定值时，两者随温度升高而降低；随Cr靶功率的增加，涂层的沉积速率而增大；在室温和300℃下，CrN涂层的沉积速率都是随基体负偏压的增大而下降；温度促进了fcc-CrN向orth-CrN的转变。2)最佳CrN涂层制备工艺：N2流量比为18：12、温度为300℃、偏压为-30V，靶功率为600W。研究了该涂层的力学性能及其在700和800℃下的高温氧化性能。结果如下：涂层硬度为1979HV（25gf），涂层结合力为54N；涂层在700℃时有很好的抗高温氧化性能。3)在CrN涂层工艺的基础上，添加Al元素，在K38G高温合金表面沉积了CrAlN涂层，并研究了涂层的力学性能及其在800和900℃时的高温氧化性能。结果表明：涂层硬度为3500HV（25gf），涂层结合力为20N；涂层在两种温度下都发生了内氧化，且对基体都有防护作用，但900℃时涂层表面氧化物更加致密，因此具有更优的抗高温氧化性能。4)在H13钢表面沉积了梯度CrTiAlN涂层，并研究了该涂层的力学性能及其在800和900℃时的高温氧化性能。结果显示：涂层硬度为3400HV（10gf），涂层结合力大于30N；CrTiAlN涂层在800℃时对基体有良好的防护作用，其氧化机制是O向里扩散占优势。900℃时，涂层失效。