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近年来,具有超高硬度和模量,良好热稳定性和耐蚀性的硬质纳米多层膜得到了广泛的关注,其中TiN/NbN纳米多层膜更是因为与广泛应用的工具钢有着相同的热膨胀系数而成为研究热点。本文采用磁控溅射技术制备了不同调制周期和不同调制比的TiN/NbN纳米多层薄膜,并通过对微观组织,力学和摩擦学性能的研究,分析讨论了TiN/NbN纳米多层薄膜在不同调制周期和调制比时,其组织结构和性能之间的关系。研究结果表明:不同调制周期下的TiN/NbN纳米多层膜主要由面心立方NbN和面心立方TiN两相组成。由于细小晶粒和微观应变的存在,纳米多层膜中衍射峰出现了宽化现象。所制备TiN/NbN纳米多层膜具有良好的周期性层状结构,在调制周期为2.3 nm时,层界面变得模糊。由于晶面原子难以沿着(111)或(200)晶面穿过界面层实现共格外延生长,层界面具有细化晶粒的作用。随着调制周期的增大,多层膜的硬度先增大后减小。在调制周期为7.1 nm时,TiN/NbN纳米多层薄膜表现出超硬效应,硬度最大,为43 GP,弹性模模最高,为465.2 GP。对不同调制周期TiN/NbN纳米多层膜进行摩擦磨损试验时,发现TiN/NbN纳米多层膜整体摩擦系数偏大,均在0.8以上,耐磨性不佳,镀层均出现磨穿现象,磨损机制主要为磨粒磨损和疲劳磨损。当调制周期A=1.9 nm时,此时薄膜的耐磨性最好,这跟多层膜韧性较好,膜基结合状况较好有关。不同Nb靶电流下制备的不同调制比TiN/NbN纳米多层膜主要由面心立方的TiN相和NbN相组成,而NbN薄膜由多种复杂的相结构组成。随着Nb靶电流的增加,衍射峰遂渐向NbN相的衍射峰偏移,TiN/NbN纳米多层膜的择优取向发生由(111)晶面到(111)和(200)晶面的转变,薄膜的层状调制结构也越来越明显。随着Nb靶电流的增加,由于调制层状结构变得明显,TiN//NbN纳米多层膜在时的硬度逐渐升高,从30 GP上升到34 GP。而NbN薄膜由于其特殊的相结构,硬度高达39 GP。不同Nb靶电流下TiN//NbN纳米多层膜的摩擦系数比TiN和NbN单层膜的要高。除TiN薄膜的耐磨性相对较好外,TiN/NbN纳米多层膜和NbN薄膜的耐磨损性能较差,这是疲劳磨损,氧化磨损,磨粒磨损等多种磨损机制共同作用下导致的。