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本文将电火花沉积技术和反应合成技术相结合，提出并研究开发了一种新的反应涂层制备技术——反应电火花沉积技术，利用自行改进的电火花沉积设备，以钛合金(TA2)为电极，以氮气为保护气体，在TC4钛合金基体上成功制备了TiN/Ti复合涂层。研究了工艺参数对涂层质量(涂层厚度和表面粗糙度)的影响，优化了工艺参数；通过对TiN的形成热力学及涂层基本组成单元——沉积点的形貌特征、化学组成等进行研究，探讨了涂层的形成机理和特征；采用扫描电子显微镜(SEM)、俄歇电子能谱仪(AES)、X射线光电子能谱仪(APS)、X射线衍射仪(XRD)、磨损试验机、恒电位仪等分析了涂层的组织结构、化学成分和物相组成、耐磨性和耐蚀性等。主要研究结果如下：
反应电火花沉积TiN/Ti复合涂层的形成机理：反应电火花沉积时，火花放电能量将电极和基体材料熔化形成熔池的同时，将氮气电离/离解为高活性的氮离子(N+及N-)和氮原子(N)，部分氮离子、氮原子及未被电离/离解的氮分子通过扩散进入熔池，与熔池中的Ti发生反应形成TiN。伴随着熔池的不断形成与凝固，沉积点依次重熔交叠，形成含TiN硬质相的复合涂层。
反应电火花沉积TiN/Ti复合涂层表面呈金黄色桔皮状形貌，涂层与基体之间呈冶金结合，涂层微观组织致密、均匀；涂层中TiN晶粒细小(纳米级)，呈絮状分布，平均质量分数约为60％以上。越靠近涂层表面，TiN分布密度越高。
反应电火花沉积工艺参数对涂层质量有重要影响，在本试验条件下，获得厚度大、表面光洁的反应电火花沉积TiN/Ti复合涂层最优工艺参数为：放电电容80μf,工作电压100V，沉积频率700Hz，氮气流量10L/min，比沉积时间3min/cm2。
反应电火花沉积TiN/Ti复合涂层的显微硬度最高可达1388HV0.1，约为TC4基体的6倍，且越靠近涂层表面，显微硬度值越高；涂层耐磨性约为TC4基体的7～9倍，耐蚀性约为TC4基体的2倍。
利用自行设计的充气密闭式气体保护装置，分别在45＃钢、1Cr18Ni9Ti不锈钢、TC4基体上成功制备了TiN/Fe、TiC/Ti和Ti(CN)/Ti反应电火花沉积复合涂层，涂层与基体呈冶金结合、结构致密。