近年来,随着工业技术的不断发展以及越来越苛刻的工况环境,人们对涂层材料提出了更高的要求。CrN涂层由于其突出的各项性能已得到深入的研究、发展与应用,但它也存在硬度较低和耐高温性能较差等一系列问题,这极大的限制了其进一步的应用。另一方面,传统的石油基润滑剂大多数有毒且不可再生,使用过程中还存在泄漏、污染环境等问题。因此,寻找出一种既满足人们正常生产生活需要又对环境污染较小的绿色润滑剂势在必行。为了解决这些问题,一方面可通过优化工艺参数或元素掺杂来提升CrN涂层的综合性能,另一方面还可通过选择合理的绿色环保的润滑剂提升涂层的摩擦学性能。基于此,本文采用直流磁控溅射技术制备了CrN、CrAlN、CrCuN等CrN基涂层,并选取大豆油、甘油等绿色润滑剂作为润滑介质,系统研究了涂层的微观结构、机械性能及在不同润滑介质中摩擦学性能,并通过XPS分析揭示了它们的润滑机理。论文主要内容如下:（1）沉积温度可直接影响CrN涂层的晶相结构特征和机械性能。在250℃下制备的CrN-250涂层结构最为致密,具有最优的力学性能,在干摩擦条件下具有最佳的抗磨性能。在大豆油润滑下,CrN-250涂层也表现出优异的摩擦学特性,其磨损率仅为未镀膜基底的5%。XPS分析表明,大豆油在CrN涂层表面经过摩擦后会生成一层化学吸附膜,这层吸附膜可以有效降低CrN涂层的摩擦和磨损。（2）使用甘油充当CrN涂层的润滑剂可极大提升涂层的减摩抗磨性能。在甘油润滑下,钢/CrN-250摩擦副的摩擦系数可低至0.02,表现出极为优异的润滑特性。研究表明,在摩擦过程中,甘油分子会通过与氧化铁发生摩擦化学反应而降解,并在对偶钢球和CrN涂层表面生成一层Fe OOH,这对提升涂层的摩擦学性能起到关键作用。亲水性的Fe OOH层会将甘油降解的其它产物进一步吸附在表面并形成一个流体层,有效隔离涂层与对偶件,从而为钢/CrN系统提供较低的摩擦和磨损。（3）CrAlN和CrCuN涂层的微观结构、力学性能及摩擦学性能存在较大差异。在CrAlN涂层中,Al元素主要以AlN相的形式存在,而在CuCuN涂层中,Cu元素作为金属Cu单质相存在。CrAlN涂层的硬度和弹性模量值明显高于CrCuN涂层,使其在干摩擦条件下表现出更好的耐磨性。然而当采用甘油润滑时,CrCuN涂层的摩擦学性能却远优于CrAlN涂层,其磨损率低于CrAlN涂层两个数量级。通过XPS分析发现,在摩擦过程中甘油很容易在CrCuN涂层表面发生摩擦化学反应并降解形成一层摩擦膜,从而有效降低CrCuN涂层的摩擦和磨损。