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本文采用直流反应磁控溅射技术在304不锈钢表面制备了TiAlN/Si3N4-Cu纳米复合涂层，研究了基底温度、负偏压、涂层中Si元素含量和Cu元素含量等对TiAlN/Si3N4-Cu纳米复合涂层的微观结构、硬度、韧性、膜基结合性能、耐磨性能和抗高温氧化性能的影响。研究了温度对TiAlN/Si3N4-Cu纳米复合涂层性能的影响。沉积温度从室温（RT）提高至250oC后，涂层表面的空洞减少，结构致密，TiN(111)和TiN(220)衍射峰强度减小，涂层硬度和弹性模量逐渐增大，最大值分别达到15.3GPa和293.4GPa。划痕测试表明：沉积温度为RT、150oC和250oC时，划痕实验临界载荷分别是3.85N，3.45N和5.10N。相比低温情况下，250oC时制备的涂层划痕声信号峰不连续且较小，膜基结合力良好，涂层的摩擦系数最小，为0.74，磨损率为2.5×10-4mm3/N·m，磨损机理为粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损。研究了负偏压在0V至-60V范围内，对TiAlN/Si3N4-Cu涂层性能的影响。负偏压从0V提高至-60V后，涂层晶粒尺寸减小、致密性提高，沉积速率先增大后减小。相比其它的涂层，衬底偏压在-20V时，沉积速率可达4.394×10-3mg·cm-2·min-1，涂层的显微硬度和弹性模量最大，分别达到19.6GPa和256.2GPa，膜基结合力和耐磨性能也最好，磨损量为2.5×10-4mm3/N·m。研究Si含量(0-5.9at.%)对TiAlN/Si3N4-Cu纳米复合涂层性能的影响。随着Si含量的增加，涂层的表面粗糙度变小，涂层更加致密，晶粒细化；3.39at.%Si含量时的TiAlN/Si3N4-Cu涂层的抗塑性变形能力（即硬度的立方和弹性模量平方之比H3/E2）最大，达到0.11GPa，压痕测试发现其产生诸多细小的微观裂纹，裂纹生长大多为弯曲生长，涂层韧性最好。摩擦磨损实验表明Si含量3.39at.%的TiAlN/Si3N4-Cu涂层耐磨性最好，磨损机理以粘着磨损为主，400oC下高温磨损测试发现其耐磨性能良好。通过改变纯Cu靶电源电压来改变涂层中Cu元素的含量，研究Cu含量(0-3.63at.%)对TiAlN/Si3N4-Cu纳米复合涂层结构和性能的影响。随着Cu含量的添加，TiAlN/Si3N4-Cu涂层表面孔洞消失，涂层致密，晶粒尺寸从46.6nm减小至8.2nm，涂层的择优取由(111)向(110)转变。高温抗氧化性能测试结果发现各涂层的氧化动力学曲线符合抛物线规律，其形成的氧化物具有良好的高温抗氧化性能。测试结果表明：TiAlN/Si3N4涂层的抗氧化性能最好，Cu含量的添加减弱了TiAlN/Si3N4-Cu纳米复合涂层的高温抗氧化性能。高温磨损实验中发现，Cu含量的增加，涂层摩擦系数从1.4下降至0.6，磨损质量从3.34×10-4mg/N·m减少至1.519×10-4mg/N·m，耐磨性提高的原因可能与Al元素扩散及形成的Al2O3有关。