本文主要通过TiN和CNx薄膜的脉冲激光沉积法(PLD)合成研究确立CNx和TiN薄膜的共沉积条件,并在共沉积条件下制备了CNx-TiNy纳米复合膜和CNx/TiN纳米多层膜;考察了晶态TiN模板对CNx相的协同生长效应,探索PLD法合成CNx结晶相的可能性;考察了PLD法合成的CNx-TiNy纳米复合薄膜和CNx/TiN纳米多层薄膜的力学和摩擦学性能,为高耐磨、自润滑特性涂层的制备开辟新的技术途径。　　 PLD法合成的TiN薄膜含氮量低于TiN相化学计量比,薄膜中存在过计量的金属Ti相(4～50 at.％)。靶衬间距和沉积气压对薄膜氮含量的影响显著高于沉积温度和激光通量。TiN相的择优取向特性对沉积温度较为敏感,较高沉积温度下表现为(200)择优取向。增加靶衬间距和沉积气压,降低激光通量可以获得较为光滑的薄膜。较优条件下制备的TiNx薄膜(金属Ti相含量12.6 at.％),硬度可达24.6 Gpa,弹性模量为239 Gpa,磨损率约10-6mm3/Nm量级。　　 PLD法合成的CNx薄膜均呈非晶状态,氮含量为20～42 at.％。在高氮含量薄膜中观察到嵌入的氮分子,含量约为2～8 at.％,并随沉积气压、靶衬间距的增加或激光通量的降低而增加。CNx薄膜的组织结构和原子结合状态对力学性能影响十分显著,薄膜力学性能与薄膜中sp3 C杂化键含量之间的正比关系。选择低沉积温度、低沉积气压、小的靶衬距离和高激光通量有助于获得高硬度、高弹性模量的CNx薄膜。CNx薄膜的磨损机理主要为粘着磨损,摩擦过程中易在Si3N4球表面形成碳质转移膜;CNx薄膜的摩擦系数为0.1～0.25,磨损率约10-5～10-7 mm3/Nm量级。　　 采用石墨和钛的扇形组合靶,在共沉积条件下合成了CNx-TiN0.88复合薄膜。未观察到TiN0.88相对CNx相结晶状态的影响。该复合薄膜的摩擦磨损性能优于单一CNx和TiN薄膜。当靶材G/Ti比为1时,所制备CNx-TiN0.88复合薄膜的耐磨性能最佳,磨损率为3.2×10-7mm3/Nm。　　 采用PLD交替烧蚀技术分别制备了双层周期恒定和CNx层厚比恒定的CNx/TiN纳米多层膜。当薄膜形成纳米多层结构时,其力学和摩擦学性能都得到显著提高。通过改变多层膜的双层周期或CNx层厚比,未能在CNx/TiN多层膜中获得CNx结晶相。CNx层厚比为0.47的CNx/TiN纳米多层膜,硬度为30.4 Gpa,摩擦系数为0.263,磨损率约2.5×10-7mm3/Nm,具有较好的摩擦学性能。而双层周期为13.5 nm的CNx/TiN多层膜具有超高硬度(硬度可达41.6 Gpa),且薄膜与基体结合良好,稳态摩擦系数为0.157,磨损率约2.0×10-7mm3/Nm,呈现高耐磨、自润滑的摩擦学特性,具有一定的摩擦学应用价值。　　 CNx-TiNy复合薄膜和CNx/TiN纳米多层膜与Si3N4球在潮湿大气中的磨损机理均为粘着磨损,薄膜的摩擦学特性与摩擦过程中Si3N4表面形成的碳质转移膜密切相关。该磨损机理的揭示可以为CNx/TiN多层膜等高耐磨、自润滑涂层的摩擦学设计和应用提供理论指导。