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采用反应非平衡磁控溅射技术在青铜及Si(100)衬底上沉积不同负偏压(Vb)的纳米ZrNbAlN薄膜。薄膜结构及成分采用X射线光电子能谱及X射线衍射进行表征。结果表明，Zr和Nb的原子浓度受负偏压影响，V b导致N 1s谱和Al 2p谱的结合能增加及Zr 3d 5/2和Nb 3d 5/2谱的结合能降低，薄膜表面形貌的演化受控于V b。X射线衍射谱显示这些薄膜具有(111)择优取向。此外，薄膜的力学特性及腐蚀行为分别通过纳米压痕测试及腐蚀测试表征。当负偏压为-70 V时，纳米压痕测试显示的最大显微硬度为21.85 GPa，ZrNbAlN膜在青铜衬底上的性能远优于未涂层处理的衬底。在0.5 mol/L NaCl和0.5 mol/L HCl溶液中的腐蚀实验表明，腐蚀势能及腐蚀电流依赖于衬底偏压，在-90 V时能够获得较高的抗腐蚀特性。