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TiAlN和TiSiAlN以其优良的力学性能、抗高温氧化性和耐磨损能力等特性在刀具涂层领域得到了广泛的关注，而且是解决TiN在高速切削和干式切削等领域应用局限的有效途径。本课题利用射频感应耦合离子源增强磁控溅射和阳极层离子源增强磁控溅射分别制备TiAlN和TiSiAlN硬质薄膜，并采用XRD、SEM、EDS、XPS、AFM、纳米压痕硬度仪和球-盘摩擦磨损仪等手段表征了样品的微观结构与机械性能。主要工作包括: (1)实验设备介绍。实验装置主要由磁控溅射系统、真空系统、水路气路系统和离子源等组成，并详细介绍了射频感应耦合离子源增强磁控溅射系统装置。对于应用较为广泛的离子源类型作了简单介绍。和传统磁控溅射相比，离子源增强磁控溅射可以大幅提高气体离化率和等离子体密度，并在一定程度上改变被溅射金属粒子的沉积动能和沉积速率，控制薄膜中各金属元素的原子比，从而改变薄膜的微观结构与性能。 (2)不同氮氩分压比、反应气压和射频离子源功率对TiAlN薄膜的微观结构和机械性能的影响。通过XRD图谱分析得到当氮氩比为1∶3时制备的样品的结晶度最好，且为典型的B1-NaCl结构。随着反应气压的增加，腔室内的等离子体密度和离子能量增大，薄膜中的Al含量已随之增加。Al原子占据Ti的晶格位置后，导致TiAlN晶格常数的减小，固溶增强效果明显，薄膜的硬度不断增加。但过多的Al原子的引入同时产生了h-AlN杂相，对薄膜的力学性能有一定的负面影响。在反应气压为0.8Pa时，薄膜的致密性、摩擦系数和硬度的综合效果较好。 随着RF-ICP离子源功率的增大，TiAlN薄膜的(220)晶向的衍射峰强度逐渐增大，且薄膜的结晶度增强，结构更加致密，硬度增大，摩擦系数减小。在离子源功率为50W时，TiAlN薄膜的硬度高达34.7 Gpa,且摩擦系数仅为0.13，机械性能大大优越于0W时的29.1GPa、1.10。RF-ICP离子源的引入对薄膜致密度和机械性能有较大影响，该技术在制备TiAlN硬质薄膜上具有巨大潜力。 (3)阳极层离子源功率对TiSiAlN薄膜特性的影响。XRD和XPS表明，TiSiAlN四元化合物是由TiAlN微晶和Si3N4非晶组成的纳米复合固溶体。阳极层离子源电压的增加引起的等离子体密度增强效应，有效地提高了样品微观结构的致密性和显微硬度。