充分认识涂层中的残余应力对于涂层刀具的设计制造、提高刀具性能、延长刀具使用寿命至关重要。微拉曼光谱技术由于其无损、非接触、无需特殊制样等独特优势,特别是入射光斑的小尺寸,成为局部残余应力无损表征的有效工具。本文开展了刀具涂层残余应力拉曼测量的关键问题及应用研究,探寻科学的涂层零应力拉曼频移的标定方法,并应用拉曼光谱法进行了涂层局部微区域及涂层经历不同程度磨损后的残余应力分布的测量研究。本文首先研究了Ti Al N涂层完整和不完整两种拉曼谱带以及强荧光拉曼谱的拟合问题,比较了分别用高斯和洛伦兹两种峰轮廓函数进行多峰拟合的重复性和适合度,得出有缺口拉曼谱带宜采用洛伦兹函数拟合,完整拉曼谱带更适合用高斯函数进行拟合的结论。本文通过开展对比实验确定了涂层材料零应力拉曼频移的标定方法。使用两种基底的Ti Al N涂层和Si基底Cr₂O₃涂层开展刮粉和加热至制备温度的拉曼光谱测量实验,对比确定了涂层零应力拉曼频移的标定方法。实验结果表明,刮粉和加热至涂层制备温度两种方法均可进行涂层零应力拉曼频移的标定。本文同时测量了涂层样品在不同温度范围内的残余应力变化,拉曼实验测量得到的不同温度下残余应力的差值与理论计算结果相一致。本文使用微拉曼光谱法研究了Si基底Cr₂O₃涂层的局部微区域,包括电极放置处的沉积边缘区,裂纹微区和氧化物大颗粒微区的残余应力。通过利用沉积边缘区观察到的彩色条纹计算和用台阶仪测量两种方法确定了沉积边缘区的涂层厚度。研究表明,Cr₂O₃涂层内存在面内拉伸残余应力。在沉积边缘区,当涂层厚度小于0.8μm时,残余应力随厚度增加而增大,当厚度大于0.8μm以后,残余应力稳定在0.55～0.75GPa之间。应力在微裂纹处有所释放,但释放不完全;涂层表面的氧化铬大颗粒对其周围区域的残余应力的影响几乎可以忽略。本文使用拉曼光谱法研究了304不锈钢基底Ti Al N涂层在经历不同程度的摩擦磨损后的残余应力演化。实验结果表明,划痕磨损会改变涂层的残余应力分布,甚至会改变残余应力的拉压性质,使划痕周围的残余应力由压应力变为拉应力。磨损程度不同,残余应力的影响范围和大小改变均不同,划痕越深,对残余应力分布的影响范围越大,对残余应力值的影响也越大。