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高载、腐蚀、高温等多因素耦合工况下的摩擦磨损问题严重制约机械装备中关键运动部件的服役寿命,亟需发展高性能的表面防护材料与制备技术。本论文聚焦高载磨损、腐蚀磨损和高温磨损等三种典型苛刻工况,针对气相沉积硬质薄膜在钢基材表面存在脆性大、内应力高、膜-基结合强度低、承载能力不足等共性问题,通过引入超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层作为中间支撑层,基于两种表面处理技术与防护材料优势协同的设计思想,构筑高载耐磨Cr3C2-NiCr/DLC复合涂层、耐磨蚀Cr3C2-NiCr/Si-DLC复合涂层、高温耐磨Cr3C2-NiCr/TiN和Cr3C2-NiCr/TiSiN-CrAlN复合涂层,并深入探究复合涂层在苛刻工况下的服役行为以及相关损伤机制,为开发高性能复合防护涂层提供实验基础和理论指导。主要研究内容和结论如下:（1）针对高载磨损苛刻工况,以兼具高硬度和自润滑的DLC薄膜作为功能表层,引入Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层作为中间支撑层在钢基底表面制备Cr3C2-NiCr/DLC复合涂层,并对其微观结构、机械性能和不同载荷下的摩擦学行为进行探究。结果表明:Cr3C2-NiCr/DLC复合涂层具有良好的结合可靠性和高的承载能力,其在高载条件下的摩擦系数低而平稳（0.1以下）,并随着载荷的增大而降低,符合赫兹弹性接触模型,磨损率低于2.5×10-7mm~3·N-1·m-1,表现出优异的减摩耐磨性能。（2）面向腐蚀磨损苛刻工况,通过掺杂并调控硅元素含量系统研究Si-DLC薄膜的微观结构、机械性能、摩擦学性能和耐腐蚀性能,针对强腐蚀介质中Si-DLC薄膜高耐磨与高耐蚀性能难以兼顾的问题,通过引入Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层作为中间支撑层,优选微观结构致密、耐腐蚀性优异的Si-DLC薄膜作为功能表层,制备耐磨耐腐蚀一体化的Cr3C2-NiCr/Si-DLC复合涂层。结果表明:掺杂并优化硅元素含量能够实现对Si-DLC薄膜微观结构和耐腐蚀性能的有效调控,当Si含量约为15.32 at.%时薄膜具有致密的微观结构,在1M HCl溶液中表现出最佳的耐腐蚀性能;Cr3C2-NiCr/Si-DLC复合涂层中表面Si-DLC薄膜的高耐蚀功能协同Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层的强承载作用,实现了强腐蚀介质中优异的耐磨性能,其在10 N载荷下的磨损率低至9.0×10-8mm~3·N-1·m-1,仅约为单层Si-DLC薄膜的1/5。（3）针对高温磨损苛刻工况,以电弧离子镀技术制备的高硬度、高耐磨和耐高温TiN薄膜作为功能表层,引入Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层作为中间支撑层制备Cr3C2-NiCr/TiN复合涂层,研究其微观结构、机械性能以及不同温度下的摩擦学行为。结果表明:Cr3C2-NiCr/TiN复合涂层的纳米硬度和弹性模量分别高达32.3±0.9 GPa和402.5±35.5 GPa,并具有良好的断裂韧性和承载能力;在室温至500℃均能保持低的磨损率,表现出良好的高温耐磨损性能,在高温下的磨损机制主要为氧化磨损,并伴有磨粒和粘着磨损。（4）针对更高温度（大于500℃）下的摩擦磨损和TiN薄膜服役温度局限性的问题,采用电弧离子镀技术制备耐高温、耐氧化性能更好的TiSiN-CrAlN纳米多层薄膜作为功能表层,引入Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层作为中间支撑层制备Cr3C2-NiCr/TiSiN-CrAlN复合涂层,并对其微观结构、机械性能以及室温至900℃下的摩擦磨损性能进行研究。结果表明:Cr3C2-NiCr/TiSiN-CrAlN复合涂层能够防止高温摩擦条件下钢基底的塑性变形,减小膜/层结合界面处的应力集中,有效避免表面硬质薄膜在高温应力应变下的脆性断裂和剥落,表现出优异的高温耐磨损性能。复合涂层在500℃以下以磨粒磨损为主,700℃时发生氧化磨损,900℃时氧化磨损成为主导,摩擦界面生成主要成分为TiO2、Cr2O3的摩擦反应膜。