微纳尺度TiN多层薄膜/涂层力学性能研究进展

摘要

TiN纳米多层薄膜/涂层由于其高的硬度、耐磨性和断裂韧性等优点在精密刀具和模具方面备受青睐。近些年TiN纳米多层薄膜在力学性能方面的研究主要集中于超硬性能、摩擦磨损性以及断裂韧性三个方面。本文分别从膜层间作用关系、微观结构以及裂纹扩展机制等角度讨论多层构造对薄膜的超硬性能、耐磨性性以及断裂韧性的影响机理。提出超硬机理指导薄膜制备,残余应力影响裂纹的双重效应,建立多层微观结构与宏观力学性能映射关系三个研究方向,以期为研究TiN纳米多层薄膜力学性能提供新思路。另外,简单介绍了多层结构能够提升薄膜的高温抗氧化性和耐腐蚀性,并展望了TiN纳米多层膜的发展方向。