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本文利用非对称双极脉冲反应磁控溅射的方法制备了具有不同调制周期的TiN/MeN(Me=NbZr)纳米多层膜。研究了多层膜结构和性能随着调制周期的变化规律，并且讨论了TiN/MeN多层膜在硬度，抵制裂纹扩张的能力以及减磨抗磨的能力方面具有良好表现的原因。
多层膜的结构随调制周期的变化规律是通过高角XRD与低角XRD衍射图谱揭示的。研究发现：相比TiN与NbN、ZrN的单层膜，所有的多层膜样品显示出更宽的XRD衍射峰，这说明多层膜的晶粒得到细化。同时，随着调制周期的减小，调制结构诱发了NbN从六方相向立方相的转变，这可能是NbN在沉积生长过程中受到了TiN“模板作用”的影响，形成了与TiN共格外延生长的超点阵结构。调制周期为3.10nm的TiN/NbN多层膜具有最尖锐的XRD衍射峰，这暗示着多层膜具有良好的超点阵结构与清晰的界面。
多层膜的性能随调制周期的变化规律主要包括对硬度，抵制裂纹扩张以及抵制磨损破坏三个方面的研究。在纳米压痕测试中采用了连续刚度测量法(CSM)测量多层膜的硬度与弹性模量。结果表明：多层膜的硬度随着调制周期的变化而变化，并且在调制周期为19.86nm时获得峰值硬度35.7GPa。从界面效应、晶粒细化效应以及超点阵结构效应三方面讨论了TiN/MeN多层膜的超硬机理。研究利用扫描电镜(SEM)观察了三点弯曲测试后的多层膜样品横截面。研究发现：微裂纹在多层膜中扩张时会在调制层间的界面处显示出明显的偏转趋势，从而导致多层膜具有良好的抵制裂纹扩张的能力。同时，我们还对具有不同调制周期的TiN/MeN多层膜进行了摩擦磨损测试，并在扫描电镜下观察磨痕形貌。研究发现：TiN/MeN多层膜相比单层材料具有更好的减磨抗磨能力。研究还发现：具有不同调制周期的多层膜在摩擦磨损性能上的差异主要取决于它们的硬度、抵制裂纹扩张的能力以及摩擦接触表面的反应三个方面的不同。