Cu具有优良的导电(热)性、可塑性和延展性，因此被广泛地应用于电气、机械、国防等各个领域。近年来，由于服役的工况条件变得越来越复杂、苛刻，Cu的许多问题限制了它的用途，如强度和硬度较低，耐磨性较差，高温稳定性较差等。利用表面强化法可以在兼具Cu基体良好导电导热性的同时改善其表面性能。由于γ′相共格析出强化具备良好的抗蠕变性能，且耐高温，因此本文拟在Cu基材料的表面制备(γ+γ′)相析出特点的薄膜来改善其表面的力学和耐温性能。　　为获得理想γ′相析出强化的Cu-Ni-M合金薄膜，首先用块体合金做析出强化相的选择。本文固定了Ni/M的比值(at.%)为3，在较大的成分范围内系统研究了M=Al,Cr,Fe,Mo的Cu-Ni-M三元合金的显微组织、电导率及硬度等。实验结果表明：添加不同的M合金组织形态完全不同，Cu-Ni-Cr合金为调幅分解组织；Cu-Ni-Fe合金为类调幅分解组织((Fe,Ni)相+-相基体)+少量γ′-Ni3Fe相；Cu-Ni-Mo合金组织相对混乱，为大块析出的NiMo相+纳米析出的Ni2Mo及Ni4Mo相+单质Mo；Cu-Ni-Al合金显微组织简单，由基体γ+γ′-Ni3Al相组成；对比电导率和硬度发现，Cu-Ni-Al合金电导率和硬度都处于较高的水平。因此，本文主要选择Cu-Ni-Al体系进行后续薄膜研究。　　利用磁控溅射法在单晶Si(100)和纯Cu基片上制备一系列固定Ni/M比(at.%)为3、Cu含量不同的Cu-Ni-Al三元薄膜。分析可知，溅射态薄膜呈纳米柱状晶形态，γ′-Ni3Al析出相以更小的纳米态镶嵌在薄膜中。随Ni和Al含量的升高，Si基Cu-Ni-Al薄膜的硬度由6.25GPa逐渐增大至9.31GPa，摩擦系数由0.06降低至0.02；Cu基Cu-Ni-Al薄膜硬度从4.7GPa增大到7.05GPa，摩擦系数由0.08降低至0.05，相比于纯Cu膜和块体纯Cu硬度大幅提高，摩擦系数大幅减小。但是，相比于纯Cu膜Cu-Ni-Al薄膜的导电性有不同程度的降低，这是因为溅射态薄膜晶界、缺陷较多，以及合金化元素，增大了对电子的散射。薄膜强化的机理主要是：细晶强化、γ′-Ni3Al析出强化以及固溶强化的综合作用。对Cu基Cu-Ni-Al薄膜进行450°C/20h退火处理，由于应力消除、晶粒合并生长，硬度有部分下降，但相比纯Cu薄膜和块体纯Cu硬度仍能维持较高的水平，随Ni、Al含量增加，硬度由4.1GPa增大至6.2GPa；大多数薄膜耐磨性变得更好，摩擦系数由0.09降低至0.05，这均显示了薄膜良好的稳定性。　　综上，本文成功制备了纳米γ′相析出强化的Cu-Ni-Al三元耐温薄膜。为Cu基材料的表面强化开辟了新途径。