37CrMnMo钢作为石油开采行业关键材料,在国民经济建设中发挥重要作用。但在特定工作环境中的摩擦及腐蚀问题严重影响其性能及寿命,涂层是减少该问题的有效方法,其中二硫化钼作为新型二维材料,具有优异的摩擦及一定的耐蚀性能,然而,一般方法制备的二硫化钼涂层仍然存在涂层质量差,孔隙率大及较多杂质等问题。针对以上问题,本论文本文利用原子层沉积技术的厚度可控、高致密度及良好表面覆盖等特点,以37CrMnMo钢和单晶硅片为基底,通过沉积参数的控制及优化等措施,成功在基底表面沉积出具有一定结晶度及厚度可控的二硫化钼涂层,对沉积涂层利用原子力显微镜进行表面形貌观察及表面粗糙度测定,采用纳米压痕仪及UMT多功能摩擦磨损试验机对涂层摩擦学特性进行研究,并探究其摩擦磨损机理。针对沉积MoS₂、Al₂O₃及MoS₂/Al₂O₃复合涂层,使用原子力显微镜（AFM）和扫描电镜（SEM）对涂层腐蚀后表面形貌进行观察。利用电化学工作站及交流阻抗谱和动电位极化曲线研究了合金钢及MoS₂、Al₂O₃及MoS₂/Al₂O₃复合涂层在0.1MNaCl溶液中的耐腐蚀性能及其失效机制。主要研究结论如下:（1）以现有沉积设备为基础,从前驱体材料选择、反应腔体的温度设置、脉冲时间以及基底材料选择等方面详细设计论证37CrMnMo钢表面原子层沉积二硫化钼涂层制备方案,对各沉积参数条件下沉积涂层进行表征测试,对比得出较优沉积参数以制备出较高质量二硫化钼涂层。采用MoCl₅及H₂S为前驱体材料进行原子层沉积二硫化钼涂层制备,沉积最佳温度为450℃～460℃,适宜的脉冲时间为0.6s/20s/0.4s/20s,相较于硅片基底,37CrMnMo钢更适宜进行二硫化钼涂层的制备。（2）研究发现450℃下制备所得二硫化钼涂层表面粗糙度最小且硬度和杨氏模量都最大。450℃及460℃温度下制备所得到的二硫化钼涂层的摩擦系数较小。涂层中较大硫元素含量有利于降低涂层摩擦系数。700mN载荷下涂层摩擦学性能较好。（3）裸37CrMnMo钢基底表面沉积二硫化钼涂层速率低于表面预先沉积有氧化铝涂层的基底,且氧化铝涂层表面致密度及粗糙度低于二硫化钼涂层。0.1M氯化钠溶液中,氧化铝涂层与二硫化钼涂层对裸37CrMnMo钢拥有一定的防护性能;对于二者厚度相近的涂层,氧化铝涂层表面更加致密光滑,表面拥有更加少的孔隙率,因此氧化铝涂层针对基底材料拥有更加好的保护性能。复合涂层比二硫化钼涂层拥有更好的耐蚀性能,这主要是由于氧化铝涂层拥有较为出色的低孔隙率,有效阻挡外部腐蚀介质离子接触到基底表面,且随着复合涂层中氧化铝涂层厚度的增加,复合涂层的耐蚀性能也逐渐提升。