铝合金具有低密度、良好的导热性及高强度等优点而被广泛应用于航空航天、汽车制造及食品安全等行业。然而,硬度低与耐磨性差等问题制约了铝合金的发展。而铝合金的表面改性技术可以克服其性能上的缺点,在不改变铝合金自身服役性能的同时提高其表面硬度及耐磨性,延长其使用寿命。因此,铝合金的表面改性技术及相应机理对铝合金更广泛的应用意义重大,已经受到越来越多研究者的关注。本文以2024铝合金为基体,利用等离子体渗氮、磁控溅射及等离子体增强化学气相沉积技术分别在其表面制备一定厚度的渗氮层、N/TiN、N/Cr_x N/CrN薄膜及复合类金刚石（Si/DLC）薄膜。运用SEM-EDS、XRD、Raman光谱、摩擦磨损测试仪、纳米压痕仪等手段表征了薄膜的组织形貌、相结构及机械性能,讨论了薄膜的生长过程及相应机理。论文获得的主要结果如下:2024铝合金等离子体渗氮过程分为3个阶段,分别为孕育期、生长期和稳定期。孕育期阶段,在铝合金表面出现小岛状的氮化铝;生长期阶段,在铝合金表面形成连续渗氮层;稳定期阶段,渗氮层厚度几乎不随渗氮时间延长而发生变化。渗氮时间为3h时,可形成连续渗氮层。从磨损深度可知,渗氮时间为1h时,渗氮层的耐磨性未得到显著提高,而渗氮时间为2h以上时,耐磨性显著提高。渗氮后试样再镀TiN薄膜,薄膜的均匀度和致密性提高,与基体结合良好。而未渗氮直接镀TiN薄膜,薄膜与基体之间存在明显缝隙,结合力较差。渗氮1h后镀TiN薄膜的耐磨性及膜基结合力均高于未渗氮及渗氮2h后镀TiN薄膜的耐磨性及膜基结合力。渗氮后镀CrN薄膜比未渗氮直接镀CrN薄膜的结合力较好。而在镀CrN薄膜前镀一个Cr+CrN过渡层的薄膜,膜基结合力最好,摩擦系数最低。在不同沉积温度下制备的DLC薄膜的致密性及均匀度均较好,且与基体之间存在明显的Al₉Si与Si₅C₃过渡层。过渡层的形成提高了膜基结力,当沉积温度为100℃时,膜基结合力最大。随着沉积温度的升高,Si/DLC薄膜的厚度逐渐减小。随着Ar气与C₂H₂气体比例的增加,Si/DLC膜层厚度由4.455μm增加到7.481μm。Si/DLC膜硬度先增加后降低,摩擦系数先减小后增大,结合力先增大后减小。Ar气与C₂H₂气体比例为1:3时,薄膜的机械性能最佳。