采用磁控溅射技术在异形工件表面制备薄膜时,工件各个部位与溅射靶材之间存在不同的倾斜角度,会导致“阴影效应”。“阴影效应”的产生会导致异形工件各个部位薄膜厚度、结构及性能产生差异。在工件服役过程中,薄膜可能会在性能薄弱处提前失效,甚至可能降低原有零件的服役性能或寿命,失去表面改性的意义。因此,为了在异形工件表面制备结构及性能均匀的薄膜,通过优化控制薄膜沉积过程的工艺参数来抑制“阴影效应”具有重要的意义。本文针对某国防复杂形状零部件的耐腐蚀表面改性需求,采用磁控溅射技术在异形工件表面制备结构及性能均匀的钛及氮化钛薄膜,以提高零部件的耐腐蚀性,延长其服役寿命。本文选取半球形工件模拟实际的异型工件,首先通过改变基体的导电性以调整粒子能量、改变沉积时间以调整薄膜厚度,研究粒子能量及沉积时间对直流磁控溅射（DCMS）技术在工件上制备Ti薄膜时发生“阴影效应”的影响,然后通过调整工作气压来控制沉积粒子的能量,研究高功率脉冲磁控溅射（HPPMS）技术在异形工件上制备TiN薄膜时,工作气压对薄膜结构及性能均匀性的影响。主要研究结果如下:（1）在半球形工件内表面制备Ti薄膜时,靶基距和“阴影效应”会共同影响所制备Ti薄膜的厚度均匀性。随沉积时间上升,半球形工件内表面不同位置处半导体基体Si及金属基体316L不锈钢上所制备的Ti薄膜厚度均匀性上升;（2）在半球形工件内表面利用DCMS制备Ti薄膜时,随沉积时间上升,高入射角位置处绝缘体基体SiO₂及半导体基体Si上所制备的Ti薄膜晶体由Ti（100）晶面择优变为没有明显择优取向,而低入射角位置处绝缘体基体SiO₂及半导体基体Si上所制备的Ti薄膜晶体的Ti（100）晶面择优程度增强,高入射角与低入射角位置处Ti薄膜晶体取向差异变大,原子排列方式差异变大,Ti薄膜结构均匀性下降;（3）在半球形工件内表面利用DCMS沉积Ti薄膜初期,Si基体上所沉积的Ti薄膜未出现明显的“阴影效应”,随着沉积时间的增加,Ti薄膜发生明显“阴影效应”;同时,随着Si基体与等离子体束流方向角度的增加,Si基体表面钛薄膜的“阴影效应”程度加剧,柱状组织倾斜角度增加。另外,相比于半导体Si基体,导电性更差的绝缘体SiO₂基体上所沉积Ti薄膜的“阴影效应”更加明显;（4）在半球形工件内表面HPPMS制备TiN薄膜时,升高工作气压,薄膜厚度均匀性降低,结构均匀性上升,硬度均匀性上升;本文研究了半球形工件内表面制备Ti、TiN薄膜时,沉积时间、基体导电性、工作气压对半球形工件内表面不同位置处所沉积薄膜结构和性能均匀性的影响,揭示了薄膜厚度及粒子能量对Ti薄膜“阴影效应”的影响规律,探讨了粒子散射及粒子能量对TiN薄膜“阴影效应”的影响,相关的研究结果为在复杂形状零部件表面制备结构和性能均匀的Ti/TiN复合薄膜打下了坚实基础。