镁合金作为一种理想的现代工业结构材料，具有导热性、导电性优良；无磁性及电磁屏蔽等特性，应用广泛且需求量逐年增加。然而镁合金较差的耐蚀性和耐磨性严重制约了其在多个领域的应用。Ti-Al-N薄膜作为硬质薄膜的一种，在硬度、耐磨性及高温氧化性等方面均表现出优异的性能。考虑到磨损、腐蚀总是从表面开始，采用表面复合处理的方法在镁合金表面制备Ti-Al-N薄膜，既保留镁合金的特性，又达到了提高其耐磨、耐腐蚀性能的目的。使用自行设计的MIB-700多功能离子束联合溅射设备，采用磁控溅射与离子注入复合方法在镁合金表面制备Ti-Al-N薄膜，研究了Ti-Al-N薄膜的物相组成、表面形貌、附着力以及对镁合金耐磨、耐腐蚀性能的影响。（一）直流磁控溅射工艺参数优化为了使磁控溅射技术与离子注入技术复合的很好，磁控溅射参数的优化就显得很重要。在对磁控溅射机理做了简要研究后，对磁控溅射中气压、功率、时间三个参数对成膜厚度的影响做了研究，得到了如下结果：磁控溅射中膜厚随溅射功率的增大而增加；磁控溅射中溅射时间与膜层厚度近似成正比，且在某一范围内膜厚与时间成线性关系；工作气压与膜层厚度近似于抛物线的关系，当工作气压较低时，增大气压膜层厚度也随之增大，而当工作气压超过某一值后，增大气压，膜层厚度反而迅速减小。通过对实验结果的分析，得出了磁控溅射Ti的最优参数为：功率150w，气压0.5Pa，时间段为5~180min；磁控溅射Al的最优参数为：功率120w，气压1.5Pa，时间段为5~180min。（二）镁合金表面Ti-Al-N薄膜复合制备通过对离子注入技术和复合表面处理技术的深入了解，结合多层复合薄膜组织更致密、晶粒细小均匀，残余应力更小的优点，在镁合金表面采用磁控溅射与离子注入复合技术制备Ti-Al-N薄膜。物相分析表明通过磁控溅射复合离子注入技术制备Ti-Al-N薄膜是可行的，且所得薄膜闪锌矿结构（B相）衍射峰强度较大，说明固溶强化作用明显，成膜质量较高；表面形貌显示六周期Ti-Al-N薄膜表面光滑平整，未出现开裂，八周期Ti-Al-N薄膜表面有严重裂纹，说明并不是周期越多薄膜质量越高；同相同厚度的多层TiN、单层TiN对比发现多层薄膜残余应力更小；AFM测试结果显示6周期Ti-Al-N薄膜表面光滑连续，平均表面粗糙度Ra仅为10.692nm，说明薄膜表面光滑；附着力测试发现磁控溅射离子注入复合制备的薄膜结合力不强。（三）纯钛过渡离子束复合形成Ti-Al-N薄膜采用预镀纯Ti过渡层的方案解决Ti-Al-N薄膜附着力不足的问题并对预镀纯Ti过渡层的Ti-Al-N薄膜、多层TiN薄膜、单层TiN薄膜以及未处理镁合金的附着力、摩擦磨损性能以及耐腐蚀性做了研究，结果显示：1.预镀纯Ti过渡层可以明显提高全部薄膜的附着力。2.摩擦磨损实验结果显示预镀纯Ti过渡层可以降低薄膜的摩擦系数减少磨损量，但摩擦系数的降低幅度有限，磨损量有显著的减少。3.电化学腐蚀实验结果显示预镀纯Ti过渡层的Ti-Al-N薄膜可以显著提高全部薄膜的自腐电位及腐蚀电流密度。