金属薄膜以其优良的光学、电学和磁学特性被广泛的应用于微电子、信息、能源等各种领域。在以往的研究中,人们更多的关注于金属薄膜材料的导电和导热性能,但金属薄膜的耐蚀性和抗氧化性能常常决定了金属薄膜器件的使用寿命,因此,系统的研究金属薄膜的耐蚀性和抗氧化性能具有重要意义。本文采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术,通过改变溅射时间和溅射电流,分别制备了4种不同厚度的316L不锈钢、Al、Cu和Zn薄膜。并采用电化学腐蚀实验、实验室全浸实验和氧化实验对金属薄膜样品耐蚀性与抗氧化性进行了测定和评价,揭示了耐蚀性和抗氧化性与薄膜厚度之间的关系。然后,结合XRD、SEM、TEM、AFM等微观检测结果,对金属薄膜的腐蚀机制和氧化机制进行了讨论。实验中制备的4种金属薄膜均呈多晶结构,316L不锈钢薄膜沿Fe(110)晶面择优生长;Al薄膜沿Al(200)晶面择优生长,其晶粒尺寸较大,达到了几百纳米;Cu薄膜沿Cu(111)晶面择优生长;Zn薄膜呈多晶态HCP结构,并沿Zn(1011)晶面择优生长。随着薄膜厚度的增加,4种金属薄膜的晶粒尺寸均增大,316L不锈钢、Cu和Zn薄膜的表面粗糙度也增大,而A1薄膜的粗糙度则呈现出现减小后增大的规律。4种薄膜的表面粗糙度从小到大依次为:Cu薄膜、316L不锈钢薄膜、A1薄膜和Zn薄膜。从动电位极化曲线测试、交流阻抗测试和实验室全浸腐蚀实验中可以看出,不同厚度金属薄膜的耐蚀性并不随膜厚线性变化,而是由薄膜的晶粒尺寸、表面粗糙度等因素相互影响共同决定的。薄膜的晶粒尺寸和表面粗糙度对其耐蚀性影响表现出一种竞争关系,二者中更具竞争优势的一方即成为影响耐蚀性的主导因素。而对于厚度相当的不同金属薄膜而言,其耐蚀性主要由金属自身的化学性质决定,4种金属薄膜的耐蚀性由强到弱依次是:316L不锈钢薄膜、Al薄膜、Cu薄膜和Zn薄膜。在氧化实验后,结合薄膜的表面宏观形貌、化学组成和电阻率的比较分析,发现金属薄膜的抗氧化性能主要与金属和氧反应的速度以及生成的氧化膜的保护性强弱有关,而与薄膜的厚度没有明显的关系。在4种薄膜中,不锈钢薄膜和Al薄膜的抗氧化性能最好,Cu薄膜次之,Zn薄膜的抗氧化性能最差。