Установлены закономерности влияния параметров магнетронного распыления, а также магнетронного распыления при ассистировании ионной имплантацией на структуру и свойства наноструктурных пленок и покрытий. Найдены технологические режимы осаждения наноструктурных многофункциональных, многослойных и функционально-градиентных покрытий. С помощью просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения исследованы тонкие пленки с размером кристаллитов менее 1–2 нм. В системах Ti–Si–N, Ti–B–Si–N, Ti–B–Cr–N получены сверхтвердые до 70 ГПа наноструктурные пленки. Рекордные значения жаростойкости установлены в системах Ti–Cr–B–N, Ti–Al–Si–B–N, коррозионной стойкости – в системах Ti–Ta–Mo–C–N, Ti–C, Ti–Cr–C–N, Ti–Si–C–N, резистивных характеристик (для среднеомных и высокоомных резисторов гибридных интегральных схем и нагревателей) – в системах Ti–C–B, Ti–Al–B–O. Накоплен значительный опыт в изучении фазового состава и структуры многокомпонентных наноструктурных пленок в системах Ti–(Al,Si,Cr,Zr,Nb,Mo)–(В,C,N,O) с помощью рентгеноспектрального анализа, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, спектроскопии энергетических потерь электронов, фотоэлектронной и Оже-электронной спектроскопии. Особое внимание уделено изучению структуры границ зерен, дислокаций и дефектов в тонких пленках, корреляции между топографией поверхности и структурой пленки, роли ориентационных соотношений, механизма роста пленки, влияния топографии поверхности подложки, механизма деформации наноструктурных пленок и покрытий.

Установлены закономерности формирования ЭИЛ- и ТРЭУ-покрытий на различных материалах подложек (титановые и никелевые сплавы, карбидостали, быстрорежущие, штамповые, нержавеющие стали) при варьировании параметров импульсных разрядов тока (сила, частота, длительность). Найдены оптимальные энергетические режимы и время обработки, в том числе алмазосодержащих электродов, характеризующиеся высокой скоростью формирования покрытий при удовлетворительной шероховатости поверхностного слоя. Например, покрытия на титановом сплаве ОТ4-1, нанесенные электродами в системе TiC–Ti3AlС2, состоят из зерен карбонитрида титана Ti(C,N) размером от 70 до 500 нм, образованных в результате перекристаллизации более мелких зерен. Полученные при использовании электродов на основе карбида и диборида титана покрытия характеризуются высокими сплошностью (до 100 %), микротвердостью (до 20,7 ГПа), жаро- и износостойкостью.

Применение дисперсно-упрочненных нанодисперсными добавками или наноструктурированных электродных материалов способствует снижению шероховатости покрытий и снижению коэффициента трения. Отмечено отсутствие признаков адгезионного разрушения (отслаивания/отщепления) покрытий на титановом сплаве ВТ6, нанесенных электродным материалом TiC–NiAl–NbCнано, при приложении к алмазному индентору нагрузок до 130 Н. Величина упругого восстановления таких покрытий составляет 40–50 %.