【摘 要】
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非晶合金（又称金属玻璃）薄膜作为最近几年发展出来的一种新型薄膜材料,不仅继承了块体非晶合金长程无序、短程有序的微观结构所赋予的高强度、高硬度和高耐磨性等优异性能,还克服了块体非晶合金的本征脆性,在刀片涂层、生物器具涂层等耐磨领域的应用日益广泛。非晶合金的摩擦磨损性能通常与其物理性质关联性较强,硬度（H）长期被认为是决定涂层材料耐磨性的主要因素,弹性模量（E）的也会影响材料的耐磨性,H/E值可以有效
【基金项目】
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国家自然科学基金（51975492）；
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非晶合金（又称金属玻璃）薄膜作为最近几年发展出来的一种新型薄膜材料,不仅继承了块体非晶合金长程无序、短程有序的微观结构所赋予的高强度、高硬度和高耐磨性等优异性能,还克服了块体非晶合金的本征脆性,在刀片涂层、生物器具涂层等耐磨领域的应用日益广泛。非晶合金的摩擦磨损性能通常与其物理性质关联性较强,硬度（H）长期被认为是决定涂层材料耐磨性的主要因素,弹性模量（E）的也会影响材料的耐磨性,H/E值可以有效反映材料的摩擦学性能。然而,非晶合金制备方法的不统一、合金元素的不一致等会影响实验现象的准确性和结论的可靠性,硬度和弹性模量与非晶合金摩擦磨损性能的影响机理还有待探究。为此,本文基于高通量磁控共溅射技术,制备了含不同成分的Pd-W-Si三元合金库。采用纳米压痕、纳米划痕实验,通过非晶与晶体的对比,探究了压入硬度（H）弹性模量（E）与该合金体系纳米摩擦学性能的关系。研究发现,在Pd-W-Si三元合金材料库中:（1）相比于硬度,弹性模量更能反映非晶合金的抗划性能:弹性模量越大,非晶合金抗划性能越好。这是因为剪切转变区（Shear transformation zone,STZ）体积与硬度、弹性模量均呈负相关,但STZ体积随弹性模量的变化具有比硬度更弱的波动性。弹性模量较大的非晶合金内部结构中的变形单元越不容易被激活,STZ体积越小,在同载荷下的划入深度越浅,抗划性能越好。（2）H/E越大,非晶合金耐磨性越好:这是因为H/E值越高的非晶合金弹性能相对越高,更容易发生弹性回复;此外,非晶合金的pile-up高度随着H/E值的增加而减小的现象,也在一定程度上促进了剪切带的自由滑动,从而有助于弹性回复。这两方面因素综合致使高H/E值的非晶合金具有更高的弹性回复率和更好的耐磨性。（3）同载荷下,非晶合金的纳米摩擦学性能整体优于对应晶态合金,这反映两种合金不同的变形机制:非晶合金的STZ是其塑性变形的基本变形单元;而晶态合金的位错是塑性变形的基本承载单元。（4）基于该合金体系中的高通量数据库,发现了卸载曲线指数m与Er/H之间的经验指数律相关性（Er为E对应的折合模量）,优化了H/Er与We/Wt之间的非线性关系经验模型,并通过大量实验数据验证,克服了原有理论模型的局限性。
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