TiN由于具有优异的硬度和耐磨性能,作为一种典型的硬质薄膜已得到了广泛的应用。在TiN中加入Al元素后,其抗氧化温度可以达到800℃,硬度和耐磨损性能也有了明显提高。在涂层制备过程中,Ti、Al、N会以不同的比例组成不同的相存在,其中Ti2AlN的晶体结构为六方晶系,Ti原子和N原子之间的结合为强共价键,使之具有高熔点和热稳定性,而Ti原子和Al族平面之间为弱结合,类似于石墨层间的范德华力弱键结合,使得材料具有层状结构和自润滑性。因此,如果能控制(Ti,Al)N涂层中Ti2AlN含量,有望改善涂层的摩擦磨损性能。本文采用电弧离子镀技术以及高温退火的后处理,在不锈钢基材上制备Ti-Al-N涂层,研究了涂层组织结构及退火的时间、温度对涂层相结构的影响。　　 利用电弧离子镀沉积涂层过程中,由于Ti-N键比较稳定,易于生成,所以涂层在沉积过程中倾向于形成TiN或者其它Ti-N化合物。Ti-Al键自身强度稍弱,不易生成,而且Al元素自身熔点低,极易形成大颗粒,故而在涂层中一般以单质或者AlTi状态存在；通过调节工艺参数,可使得部分Al和Ti、N一起形成化合物,但在Ti2AlN的六方结构中,Al元素规则有序地排列在每两层Ti、N八面体之间。所以,沉积形成Ti2AlN相所需能量远高于AlTi3N,故而在目前的实验条件下不能够直接沉积形成Ti2AlN相。　　 Ti-Al-N涂层在高温下退火可以得到Ti2AlN相和TiN相,AlTi3N相则发生了分解,可能发生的化学反应为AlTi3N+5Al-TiN+2Al3Ti和AlTi3N+3Al-Ti2AlN+Al3Ti。相比于TiN,Ti2AlN相的产生需要更高的能量,所以相应的需要更高的退火温度。故而,沉积涂层在较低温度下退火就有TiN生成,而在650℃下退火才开始有Ti2AlN相产生。　　 沉积工艺参数不同时,沉积态涂层的成分和元素比例不同,退火处理后产生Ti2AlN相所需的最低温度也相应不同。对于一定成分的沉积涂层在较低温度下退火的情况,延长退火时间可导致Ti2AlN相的生成；在较高的退火温度下,增加退火时间会使得Ti2AlN相的含量略有增加。