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本文采用原子层沉积系统在单晶Si（100）片上沉积了TiO2薄膜与Ti-富马酸杂化薄膜,并对这两种薄膜进行退火处理,从而获得不同退火温度的TiO2薄膜与C-TiO2薄膜;利用原子层沉积系统在316L不锈钢和单晶Si（100）片上沉积了TiO2薄膜与Al2O3薄膜;将原子层沉积技术与磁控溅射系统相结合在316L不锈钢和单晶硅片上沉积了一系列TiN/Al2O3/TiN叠层复合薄膜。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱对薄膜的表面及截面形貌、物相结构、和组成成分测试分析;采用划痕仪、纳米压痕仪和三维形貌仪分析薄膜的膜基结合力、硬度及弹性模量、表面粗糙度等。研究薄膜在3.5 wt.%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,再利用金相显微镜观察腐蚀后薄膜表面形貌的变化,并探讨相关的腐蚀机理;通过自制的球-盘式摩擦试验机研究复合薄膜在3.5 wt.%NaCl溶液中的抗摩擦特性,并利用金相显微镜和三维形貌仪观察和分析薄膜及对磨副材料的磨损情况。主要研究结论如下:1)未退火TiO2薄膜与C-TiO2薄膜均以非晶相形式存在,TiO2薄膜呈岛状生长方式,薄膜表面平整致密,无晶粒增大现象,而C-TiO2薄膜呈层状生长方式,薄膜表面光滑平整;随着退火温度的升高,TiO2薄膜的锐钛矿相逐渐向金红石相转变,薄膜表面晶粒发生团聚、变大现象,同时,其表面粗糙度也逐渐变大,而其耐腐蚀性能变得越来越好;就C-TiO2薄膜而言,随着退火温度的升高,C-TiO2薄膜中的TiO2由锐钛矿相结构转变为金红石相,薄膜表面晶粒增大,表面粗糙度呈先减小再变大的趋势,且薄膜的耐腐蚀性能有一定的提高。2)Al2O3与TiO2薄膜均呈岛状生长方式,Al2O3薄膜表面光滑致密,无明显孔隙与裂痕,呈非晶态;TiO2薄膜表面平整无凸起,有少许白色斑点,同样以非晶态存在。在3.5 wt.%NaCl溶液中,Al2O3与TiO2薄膜比裸316L不锈钢具有更好的耐腐蚀性能。在浸泡初期,溶液已经开始渗透TiO2薄膜。相对于TiO2薄膜,Al2O3薄膜表现出更为优异的耐腐蚀性能。在浸泡初期,Al2O3薄膜可以有效地阻止溶液渗透;在浸泡中期,Al2O3薄膜的抗渗透能力随着浸泡时间的延长变得越来越差;到浸泡后期,溶液渗透Al2O3薄膜,薄膜完全失效。3)单一TiN薄膜呈柱状生长,表面颗粒和表面粗糙度较大,且硬度较低;随着Al2O3中间层位置的上移,TiN/Al2O3/TiN复合薄膜表面的颗粒逐渐细化,表面粗糙度变小,表面更加致密,膜基结合力增大,薄膜的硬度、H/E和H3/E2均呈增大的趋势。在3.5 wt.%NaCl溶液中,具有Al2O3中间层的复合薄膜比纯TiN薄膜表现出更优异的耐腐蚀性能,且随着中间层位置的上移,薄膜的耐腐蚀性能进一步提升。且相对于纯TiN薄膜,复合薄膜表现出更好的耐摩擦性能。