本文利用自行研制的气体隧道反应室，采用反应等离子喷涂的方法，通过喷涂Ti-Al混合粉制备出了纳米复相涂层，并重点优化了反应等离子喷涂TiN涂层的工艺参数，进一步研究了复相涂层的力学及摩擦磨损等性能，最后探讨了复相涂层的形成机理。 在优化反应等离子喷涂TiN涂层工艺过程中发现：在较宽的焰流功率范围内均可得到主物相为TiN的涂层。综合喷涂工艺参数对TiN涂层的物相、显微结构和显微硬度的影响，得到的优化工艺参数为：焰流功率为36～40kW左右，喷涂距离为20～30mm，反应室N2气流量为2.5m3/h，离子气组成N2/Ar为2：3到1：1。 试验结果表明，反应等离子喷涂复相涂层主要由TiN、AlN、Al3Ti、Ti3O等物相组成，其中TiN为主物相。复相涂层的横截面显微硬度最高可达HV2065.4。TEM分析表明，复相涂层为纳米晶涂层，大多数晶粒直径位于50～80nm之间；AlN的粒径在10-30nm左右，弥散分布在复相涂层中。 在无润滑条件下，反应喷涂AlN/TiN复相涂层的耐磨性高于TiN涂层，在高载荷下，其耐磨性是TiN涂层的1.3倍；复相涂层的减摩性优于TiN涂层。 反应等离子喷涂AlN/TiN复相涂层过程中，TiN的形成主要是熔融Ti在N2中燃烧合成形成的，属于气体渗透燃烧的表面燃烧反应，其燃烧机制是金属Ti和N2之间的通过反应生成TiN产物层进行的；AlN的形成主要是PACVD，Al粉在等离子焰流中气化后与N2反应形成AlN，属于高温气相合成；Al3Ti的形成主要是熔融的Al和Ti反应形成的。