本文从分子水平深入地分析了三价铬离子的电还原过程；研究了电还原参数对镀层晶体结构和化学成分的影响；探讨了不同晶体结构和化学成分的纳米化镀层的摩擦磨损机制和电化学腐蚀行为。以此为基础，从电还原过程的设计着手，构筑了各种高性能的铬基、镍基镀层，并对新型耐磨性三价铬电镀技术工业化进行了基础性研究。研究结论主要包括以下几个方面：　　 1.利用密度泛函理论对三价铬合络合离子在电还原过程中的结构变化进行了分析，从分子水平揭示了三价铬离子电还原过程，研究结果表明：三价铬离子的电还原性能和其络合离子的配位数、键能、键长、键角有着密切的关系。　　 2.研究了粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损等磨损机制下镀层的硬度、脆性、韧性对镀层抗磨性能的影响。结果表明：在粘着-磨粒磨损条件下，镀层的抗磨性主要由硬度决定；而在疲劳磨损条件下，抗磨性还和镀层的韧性有关。　　 3.利用电化学工作站对析氢腐蚀、吸氧腐蚀、腐蚀钝化进行了分析研究。结果表明：腐蚀条件、镀层的结构、化学成分等对电化学极化、钝化等过程有着重要的影响。　　 4.结合金属电还原机制和摩擦腐蚀理论，设计高性能铬基镀层和镍基镀层：通过调控电沉积参数、设计不同几何构象的络合离子、复合电镀等方法构筑了高性能Cr-C、Cr-P、Cr-Al2O3、Cr-碳纳米管、Cr-Cr2O3等镀层；利用简单的电镀和低温退火方法得到了具有畴界结构的高硬度Ni-Co合金镀层。　　 5.基于以上研究，对耐磨性三价铬电镀工业化操作过程当中镀液的日常维护及如何确保镀层的质量等问题进行了研究。