为了提高Ti6Al4V合金的耐磨性能，本文采用多靶磁控溅射与等离子体基注氮方法在Ti6Al4V合金表面分别制备了四元TaNbTiW合金薄膜，（TaNbTiW）N氮化物薄膜，五元ZrTaNbTiW合金薄膜和（ZrTaNbTiW）N氮化物薄膜。采用X射线荧光光谱（XRF）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等分析手段对薄膜的化学成分，元素价态、相组成和微观结构进行了分析，研究了薄膜的摩擦磨损性能并对其机理进行了分析。通过磁控溅射在Ti6Al4V合金上制备了TaNbTiW合金薄膜，并对薄膜的组织结构与性能进行了研究。研究表明，TaNbTiW合金薄膜为简单的体心立方结构且各衍射峰的位置随着Ta、Nb含量的减少及Ti、W含量的增加逐渐向高角度方向移动。TaNbTiW合金薄膜在500，700和900℃退火时具有良好的相稳定性和抗氧化性能，且随着Ti和W含量的增加薄膜的抗氧化性能增强。场发射扫描电子显微镜（FESEM）分析结果显示，TaNbTiW合金薄膜的表面为颗粒状，断面为柱状晶结构。在Ti6Al4V合金基体上沉积的TaNbTiW合金薄膜的最大硬度为5.2GPa，较基体硬度提高了13%左右。摩擦系数较基体有所上升，但比磨损率较基体下降了17%。采用磁控溅射和等离子体基注氮方法制备了（TaNbTiW）N氮化物薄膜。XPS结果表明，TaNbTiW合金薄膜注氮后形成了Ta-N、Nb-N、Ti-NO、Ta-O化学键和Ta⁰⁺、W⁰⁺价态。XRD结果表明，（TaNbTiW）N薄膜由体心立方和面心立方固溶体组成。TaNbTiW合金薄膜注氮后，其硬度和弹性模量都有显著提高且随着注氮时间的增加而增大，Ta_25.4Nb_13.4Ti_20.9W_40.3注氮3h试样具有最大的硬度和弹性模量，其值分别达到9.0和154.1GPa。注氮之后摩擦系数较合金薄膜有显著降低，耐磨性能较合金薄膜和基体Ti6Al4V都有明显提高，注氮1h薄膜具有最小的比磨损率，较四元合金薄膜降低了200%，较基体Ti6Al4V下降了223%。氮化物薄膜的磨损机理主要是磨粒磨损，同时也存在粘着磨损。采用多靶磁控溅射制备了五元ZrTaNbTiW合金薄膜。XRD分析结构表明，ZrTaNbTiW合金薄膜为简单的体心立方或非晶相。当薄膜中Zr含量超过35at%时，出现非晶相。该薄膜在500、700和900℃退火无相转变发生，具有良好的相稳定性，且随着Ti和W含量的增加，薄膜的抗氧化性能提高。FESEM分析结果表明，ZrTaNbTiW合金薄膜的表面形貌为颗粒状，断面形貌为柱状晶。随着Zr含量的增多，表面颗粒逐渐变小，断面柱状晶结构逐渐变致密。ZrTaNbTiW合金薄膜的最大硬度为6.7GPa。ZrTaNbTiW合金薄膜的摩擦系数为0.35左右，较基体Ti6Al4V合金高，但比磨损率显著低于基体Ti6Al4V，最大下降了2倍多，其磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损，同时伴有轻微的氧化磨损。采用多靶磁控溅射和等离子体基注氮方法制备了（ZrTaNbTiW）N氮化物薄膜。XPS分析结果表明，薄膜中存在Ta-N、Nb-N、Ti-N、Zr-N、Zr-O化学键和Nb⁰⁺、W⁰⁺价态。XRD结果显示，五元合金薄膜ZrTaNbTiW注氮之后相结构为体心立方和面心立方组成的固溶体。（ZrTaNbTiW）N薄膜的断面为宽度约为30nm的柱状晶。注氮后，薄膜的硬度和弹性模量都有显著提高，最大硬度和弹性模量分别达到13.5和178.9GPa，耐磨性能较其合金薄膜ZrTaNbTiW和基体Ti6Al4V都有较大的提高，比磨损率分别下降了3.6倍和5倍。通过对TaNbTiW合金薄膜分别注N，加入Zr元素，加Zr元素后注N分析发现，TaNbTiW合金薄膜注氮后，薄膜中形成了面心立方结构的氮化物，晶体结构由原来的体心立方转变为体心立方和面心立方的混合固溶体。Zr元素加入TaNbTiW合金薄膜后，薄膜的晶格畸变增大，当Zr、Ta、Nb、Ti和W各元素含量属于高熵薄膜范畴时，薄膜具有较高的混合熵，晶格畸变和高的混合熵导致薄膜中形成非晶相。在TaNbTiW薄膜中加入Zr元素后注N，薄膜中不但形成了面心立方的氮化物而且显著增大了薄膜的混合熵，薄膜的晶体结构为面心立方和体心立方固溶体。TaNbTiW薄膜具有较高的硬度和耐磨性能，且随着Zr元素的加入，N离子的注入，Zr元素加入之后注N，薄膜的硬度和耐磨性能呈现依次增大趋势。