管状件在城市地下水管道、石油天然气运输管道、军事器械的身管以及化学介质的传输管道等领域应用广泛。因为工作环境较为严苛,管道的内表面通常受到严重的摩擦磨损和腐蚀作用,容易产生裂纹,影响使用寿命。采用材料表面改性的方法,通过在管状件的内表面沉积一层薄膜可以有效地提高材料的性能,延缓材料的失效。但是管内壁的处理受到管筒尺寸和形状的影响,传统的电镀工艺无法沉积活泼金属并且膜层均匀性差,化学气相沉积需要较高的沉积温度,物理气相沉积可处理材料多并且制备的膜层致密度高、性能优异。本文采用磁控溅射工艺,通过外接脉冲高功率电源,在Cr靶正对基体直喷的模式下研究提高管内沉积Cr膜的均匀性,控制沉积时间60min。溅射过程中工作气压是影响膜层均匀性和性能的重要参数。本文首先研究不同工作气压对于平面基体沉积Cr膜的影响。结果表明:在保持放电功率和脉冲电压一定的情况下,提高工作气压会增强Cr靶的放电作用,靶电流和基体电流均提高,膜层的沉积速率也相应增大。但是提高气压会导致粒子间的相互碰撞加剧,能量损耗增加,平均自由程降低,膜层的致密度降低,表面粗糙度增高,膜层内应力增大。改变工作气压以及低气压下改变管尾辅助阳极电压进行管状基体的放电特性和辉光光谱研究,结果表明:降低工作气压可以减少气体原子的遮挡效应,更多数量的粒子能够运动至管尾位置,提高基体电流的均匀性;管尾辅助阳极对于Ar原子的离化作用明显,电压升高,管中2、管中3和管尾4位置的基体电流趋于一致,同时Cr原子和Cr+的数量也略有提高。随着工作气压降低,成膜粒子的传输距离增长,管内Cr膜的沉积深度逐渐提高,0.1Pa下管尾位置可以沉积127nm厚的Cr膜。与平面基体的结果相类似,工作气压不会改变Cr膜的择优生长方向,但是气压越高,膜层的表面粗糙度越大、膜基结合强度越差。0.1Pa下晶粒尺寸最小,膜层的硬度最高,耐摩擦磨损性能最好。设置管尾辅助阳极能够改变真空室内的电势分布。电压越高,牵引电子运动的能力越强。辅助阳极电压40V时,膜层的均匀性最好,同时具有最高的薄膜硬度和弹性模量,但是管尾辅助阳极对于Cr的耐摩擦磨损性能提升较小。