功能梯度薄膜具有超精细、微型、高致密性等优质特点,目前功能梯度薄膜在航天、医疗等领域都有着广泛的应用,其制备方法至关重要。当下功能梯度薄膜的制造方法主要包括物理气相沉积、3D打印等增材制造技术。以上技术存在种种缺陷,主要包括:材料选择范围局限、只能实现单方向材料梯度、成品构件偏大、工艺重复性差以及成品存在材料疏松多孔的现象等。针对上述问题提出了一种新型制备功能梯度薄膜的方法——径向梯度薄膜制备方法。本文针对径向梯度TiNi形状记忆合金薄膜,主要从以下几个方面进行了科学研究:首先,对TiNi形状记忆合金的基本理论和相关特性进行了研究,包括形状记忆效应、超弹性以及马氏体相变等特点,针对功能梯度薄膜多向分布问题研究了径向梯度分布理论,设计了物理沉积模型,实现了材料径向梯度分布。接下来,研究了磁控溅射镀膜工艺实验,对Ti靶、Ni靶镀膜的功率,Ar气压进行了研究,进一步拟合了镀膜速率。Ni靶的溅射功率为275W,镀膜速率随着溅射功率的增大而增大,呈线性分布,Ar气压为0.8Pa,速率随着Ar气压先增大后减小,呈正态分布,在该溅射功率和Ar气压下拟合出的镀膜速率为49.9nm/min;Ti靶的溅射功率275W,镀膜速率随着溅射功率的增加而增大,呈线性分布,Ar气压为0.8Pa,镀膜速率随着Ar气压先增大后减小,呈正态分布,在该溅射功率和Ar气压下拟合出的镀膜速率为46.0nm/min。同时保证了其成型速度快,薄膜致密性高的特点。然后,利用光刻与刻蚀工艺完成了形貌基底（Si）的制备,对化学试剂（KOH）浓度,反应温度进行了研究,拟合了刻蚀速率。刻蚀溶液KOH的质量分数为40%,刻蚀温度选择80℃,使用异丙醇作为催化剂,刻蚀速率为850nm/min。对基底凹槽表面粗糙度的影响因素进行了研究,最终发现添加异丙醇并搅拌会更好的促进反应进行,得到的基底表面质量优异。利用成品薄膜完成了形状记忆效应的研究,基于基辛格切线法,在XRD和DSC测试设备的辅助下确定了退火工艺参数:退火温度500℃,退火时间1h,保证了成品薄膜具备良好的形状记忆效应。最后,利用Abaqus仿真软件的UMAT二次开发功能对径向梯度薄膜进行了变形仿真,在相同温度载荷（20℃～105℃）测试下对比了其与普通均质薄膜的变形量,发现新型薄膜尖端变形位移为均质薄膜的1.5倍。进而确定了最终薄膜的尺寸3267×1522×20μm~3。该方法优于传统物理气相沉积与3D打印技术,保证了薄膜微细、超薄、高精度以及成型速度快的特性的同时,得到了形状记忆效应优异的薄膜。