本论文使用改进后的国产AIP-01X型多弧离子镀膜设备，在高速钢、3Cr13不锈钢和硅片上沉积出一系列颜色的TiN薄膜，用可见光分光光度计对薄膜的颜色进行观察和表征，用扫描电子显微镜对薄膜的表面形貌、截面形貌及大颗粒污染进行了分析，用X射线对薄膜的相结构和择优取向进行了研究，用显微维氏硬度计对薄膜的显微硬度进行了测定，综合地评估了工艺参数对颜色和性能变化的影响。通过扫描电子显微镜对TiN膜中的大颗粒进行观察，发现薄膜中的大颗粒由三层组成，从内到外分别是液滴层-中间层-结晶层，其中结晶层的组织和结构与薄膜的性质很接近。从截面形貌上看大颗粒是以液滴为基础的，倒锥形的以锥角约为30度发散开来的。大颗粒的核心一般在0.5μm，而在表面观察起来的大颗粒因为锥形的发散关系看起来一般在2-3μm。而且这些大颗粒的液滴核心多数沉积于薄膜形成的初期，其对薄膜颜色的影响不大，但因此引入的大量缺陷会使薄膜的明度降低。氮气流量和靶电流的改变可以很显著地改变TiN薄膜的颜色，并伴随着性能的变化。靶电流的改变对氮气流量的改变起一种补偿作用，即靶电流的增大其效果类似于氮气流量减小。随着氮气流量的增大或靶电流的减少，氮化钛薄膜的颜色可以实现银白色到浅黄色再到金黄色再到深黄色的变化，在氮化钛薄膜的表面形貌中，大颗粒的数量和尺寸都会变小。随着氮气流量的增大薄膜的硬度有缓缓的增大，而随着靶电流的增大，薄膜的硬度有明显的增大，直到因大颗粒的影响使薄膜质量降低而影响薄膜的硬度。适当的偏压可以提高薄膜的结合力，结果表明，在本实验的工艺参数基础上，在3Cr13基体上沉积氮化钛的最佳偏压是150V的电压，20%的占空比。因为用于装饰镀的基体性能都较差，由于基体的承受力问题，电压过高或占空比过大不仅不能提高薄膜的硬度和结合力，反而会因基体的性能下降，影响了对薄膜的支撑能力而使薄膜的硬度和结合力下降。