在四组元膜层中,三个金属组元在组织结构中能够较为容易的互相固溶,形成互补型的畸变结构,可能存在正畸变作用、负畸变作用,或正负畸变共同作用三种情况。本课题采用纯Cr靶、Ti-Cr合金靶、Al-Cr合金靶和Al-Ti合金靶互相交叉组合的方式,依照制定好的工艺参数,制备以Cr N为基成分规律性变化的八组（Cr,Ti,Al）N硬质膜。保证膜层沉积条件的一致性,期望探究所制备的（Cr,Ti,Al）N硬质膜中Cr、Ti、Al成分比例的变化与组织及断口形貌、相结构、膜层硬度、膜基结合力、抗热震性能等的影响作用。通过试验与分析发现:在确保沉积工艺一致的前提下,（Cr,Ti,Al）N硬质膜样品的表面形貌完整致密不间断,没有因为膜层中液滴数量而发生明显的变化,膜层厚度与液滴数量呈正相关的关系,液滴对膜层沉积起到促进作用的。同时也发现液滴数量较多的膜层在硬度和膜基结合力方面表现得更加好,大小与数量适当的液滴对于膜层性能在一定的范围内有正向作用。以Cr N为基的（Cr,Ti,Al）N硬质膜均由具有面心立方结构的（Cr,Ti,Al）N相组成。在XRD图谱上呈现四个主要衍射峰,分别为（111）面、（200）面、（220）面及Cr Ti Al合金相的衍射峰。合金相主要来自于膜层中的液滴。（Cr,Ti,Al）N相择优生长取向随着Cr、Ti、Al成分比例的变化而发生变化。根据VEGARD定律对（Cr,Ti,Al）N硬质膜的理论晶格常数进行计算,同时同实际晶格常数进行比对分析,探究以Cr N为基的（Cr,Ti,Al）N硬质膜晶格常数随Ti、Al成分变化的规律。以Cr N为基的（Cr,Ti,Al）N硬质膜的硬度随着成分的变化有一定的规律性,其中7#(Cr39Ti22.5Al38.5N)样品硬度在25g载荷下达到2882HV。对于以Cr N为基的（Cr,Ti,Al）N硬质膜,硬度的增加主要得益于Al、Ti元素占比在一定范围内形成的正负两种畸变能够互为补充,可能分别在正畸变优势区和负畸变优势区出现两个硬度极值。膜层硬度检测显示液滴数量较多膜层表面硬度表现更优异。膜层的膜基结合力测试临界载荷均大于160N。这主要得益于轰击下形成的高能离子在膜层与基体表面临界处形成过渡层,能够提供膜层中内应力的释放通道。同时膜层之间的膜基结合力差异还与膜层的厚度成正比例关系。（Cr,Ti,Al）N膜层抗热震性能测试与高温静态氧化测试表现较好,这一方面与膜层中Al、Cr氧化形成的氧化钝化膜有关,另一方面也依赖于膜层本身的致密结构。