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近年来AlB2-type WB2被认为是一种极具潜力的超硬自润滑薄膜，已经成为了过渡族金属硼化物领域的计算和实验的研究热点。1966年Woods等首次采用热丝化学气相沉积法制备出AlB2-type WB2薄膜，之后一些研究人员尝试采用粉末冶金法制备该相，但都归于失败，因为理论计算表明AlB2-type WB2是一种高压相。直到2013年，有人通过直流磁控溅射的方法在680℃制备出光滑致密、高硬度低磨损的AlB2-type WB2薄膜，并对其相关的物理性能及生长机制进行了研究。但其沉积温度较高，在工业中应用受到一定的限制，同时仍需对WB2基薄膜的结构及性能进行进一步的研究和改善。因此，WB2硬质薄膜的工艺参数优化是一个亟待解决的问题。同时，对WB2薄膜进行一定的掺杂来提高和改善其综合性能也具有重要的意义。 本论文工作利用磁控溅射技术，在YG8硬质合金及Si片上分别制备了WB2、W-B-N以及W-B-C薄膜。研究了工艺参数（沉积温度、基片偏压、工作压强、靶功率）及N、C掺杂对WB2薄膜的组织结构、力学性能和热稳定性等的影响规律，以期优化出每种薄膜体系的最佳制备工艺窗口。 将WB2薄膜的制备工艺参数设置为基片偏压0～-150V，沉积温度300～500℃，工作压强0.3～1.0 Pa，靶电流0.5～0.9 A，并对WB2薄膜的组织结构及性能进行了表征，结果表明:(001)择优取向、合适的结晶度、高的B/W原子比、小的晶粒尺寸、纤维状结构、低的表面粗糙度、合适的压应力等这些因素都可以提高WB2薄膜的硬度、抗裂纹扩展能力及抗磨损性能，而上面的这些因素均可以通过控制工艺参数来调控。最终优化出的沉积参数为基片偏压-50 V，沉积温度400℃，工作压强0.5 Pa，靶功率150～170W（对应靶电流0.5A）。优化出的薄膜硬度约35～39 GPa，磨损率约2.3×10-7 mm3/mN，膜基结合力52 N。另外，在摩擦过程中WB2薄膜有润滑相WOx及H3BO3生成，这导致在相同的干摩擦条件下，WB2薄膜的磨损率比具有相近硬度的传统TiN薄膜低一个数量级。 对于W-B-N薄膜体系，制备过程中保持总压强0.5 Pa不变，随着PN2(0～0.04 Pa)的增加，薄膜的择优取向由高能面(101)转变为低能面(001)再到非晶结构，同时伴随着a-BN的生成;N的加入可以细化薄膜晶粒尺寸，使薄膜应力类型从拉应力转变为压应力，且压应力逐渐增加致薄膜剥落。与此同时，薄膜的硬度、耐磨性均先增加后降低，薄膜硬度最高至40 GPa，磨损率最低为1.7×10-7 mm3/mN，优化出的N元素掺杂含量为5 at.％左右（PN2≤0.006 Pa）。 对于W-B-C薄膜体系，制备过程中保持总压强0.5 Pa不变，随着PC2H2(0～0.05Pa)的增加，薄膜的相组成演变顺序依次为h-WBxCy，h-WBxCy/a-WC，h-WBxCy/a-WC/a-C，a-WC/a-C，a-C;择优取向由(101)转变为(001)再到非晶结构;截面形貌由最初的柱状逐渐转变为最终的玻璃状。C掺杂使薄膜的应力类型从拉应力转变为压应力，并且随着PC2H2的增加，薄膜的残余压应力先增加后随着a-C含量增加而降低。当PC2H2=0.006，0.008 Pa时，由于固溶强化作用及纳米晶/非晶复合结构使薄膜具有最高硬度约45 GPa;当PC2H2=0.008，0.01Pa时，适量的a-C增加了薄膜的润滑特性，使薄膜的磨损率低至10-8 mm3/mN量级。W-B-C薄膜体系优化出的C掺杂含量应小于26.4 at.％(PC2H2≤0.01 Pa)。 对优化后的AlB2-type WB2、W-B-N和W-B-C薄膜在700～1000℃下进行了真空退火实验来研究薄膜的热稳定性。结果表明，微量的N、C掺杂使AlB2-type WB2的相变温度由700℃提高至1000℃。AlB2-type WB2在700℃退火时有微量的α-WB生成，在900℃时则呈现α-WB（大量）、AlB2-typeWB2（微量）以及Mo2B5-type WB2（微量）三相共存状态，而W-B-N和W-B-C薄膜在1000℃时才有微量α-WB生成。