增强海洋工程领域关键机械运动零部件材料的表面防护能力是确保海工装备在海水环境中超长寿命运转稳定的关键。本课题采用物理气相沉积技术在不锈钢基底表面沉积了一系列的Cu掺杂类金刚石碳基（Cu/DLC）复合涂层、Cu和MoS₂共掺杂类金刚石碳基（Cu,MoS₂）/DLC复合涂层以及CrN/CrCN多层复合涂层。并且通过工艺设计与调控构筑了具有不同组分和微观结构的涂层可控制备。系统性的研究了涂层的微结构、力学性能以及在海水环境下的防腐和摩擦学性能并讨论了相关的耐蚀、耐磨机理。主要研究结果如下:1.用磁控溅射技术在不锈钢基底表面成功沉积了不同Cu含量的Cu/DLC复合涂层,系统性的研究了Cu掺杂量对Cu/DLC的微结构、力学性能、摩擦学性能、防污和防腐蚀性能的影响。研究结果发现掺入Cu显著增强了非晶碳涂层的力学性能和摩擦学行为。防污试验表明藻类贴附率能从不锈钢表面的6.78%降低到Cu/DLC涂层的0.82%。由于添加Cu产生的石墨化效应、以及Cu纳米粒子能与无定型碳基质形成致密的两相结构产生的物理障碍,Cu掺杂显著提高了涂层的耐腐蚀能力。并且在Cu含量为7.4 at.%时可获得最佳的防腐性能。表明制备的Cu/DLC复合涂层可以作为有前景的防护材料适用于海洋环境。2.用磁控溅射技术在不锈钢基底表面沉积了不同Cu含量的（Cu,MoS₂）/DLC复合涂层。系统性的研究了Cu掺杂量对涂层的微结构、力学性能、摩擦学性能、防污和防腐蚀性能的影响。结果表明随着Cu含量的增加,涂层的表面粗糙度和sp²/sp³比值呈现上升趋势,同时硬度和弹性模量逐渐降低,但是韧性不断提高。通过共掺杂Cu和MoS₂可以显著改善DLC涂层的微结构、摩擦学行为、耐腐蚀性能和防污能力。同时,Cu含量为7.6at.%的（Cu,MoS₂）/DLC复合涂层可以在海洋环境中表现出最佳的多功能防护效应。3.用多弧离子镀技术在不锈钢基底表面分别沉积了CrN、CrCN单层以及CrN/CrCN多层涂层,系统性研究比较了这三种涂层的微结构、力学性能及其在海水环境下的摩擦腐蚀行为,结果表明CrN/CrCN多层涂层含有高含量的类石墨相和硬质Cr-C相,这对于增强涂层的润滑性和硬度起到了重要作用。特别的是,海水环境中的摩擦腐蚀测试表明,相比CrN和CrCN单层涂层,CrN/CrCN多层涂层显示出显著增强的耐摩擦腐蚀行为。这是由于多层结构设计抑制了裂纹的扩展,阻止或减缓了腐蚀性介质到达基底。且具有硬质Cr-C相和自润滑类石墨相形成的摩擦润滑膜能有效提高涂层的润滑以及耐摩擦腐蚀行为。