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本论文通过中频非平衡磁控溅射技术制备了CrAlN薄膜和CrAl/CrAlN多层薄膜，研究了制备工艺对薄膜结构与性能的影响，考察了CrAlN薄膜的热稳定性能和不同条件下的摩擦学性能，探讨了CrAl/CrAlN多层薄膜的机械性能与耐腐蚀性能及机理。主要研究结果如下:
1.工艺参数（氮气含量和脉冲偏压）能够影响CrAlN薄膜的结构与性能。N2流量的升高使薄膜的沉积速率降低，Al含量减小，结构变得致密，结晶度升高。在较高N2流量下，Al以固溶形式存在于CrN晶格中，使薄膜的腐蚀电位升高，耐腐蚀性增强，硬度达到最大值。偏压的增大使薄膜的沉积速率下降，择优取向由CrN(220)晶面转变到CrN(200)晶面，晶粒尺寸减小，结构致密度和耐腐性增强。随着偏压的升高，薄膜的内应力升高，在一定的偏压范围内，薄膜的硬度和耐磨性有了显著提高。
2.CrAlN薄膜具有优异的热稳定能，并且薄膜的热稳定性能与薄膜的成分、结构和机械性能有关。占空比对CrAlN薄膜的成分、结构与机械性能有极大的影响。因此，CrAlN薄膜的热稳定性也随着占空比的变化而变化。当占空比为70％时，CrAlN薄膜的热稳定性最佳，其耐氧化温度能够达到800℃。
3.CrAlN薄膜的耐磨性强烈地依赖于摩擦对偶、摩擦介质（空气和水）。在大气环境下薄膜主要表现为磨粒磨损;在水环境下，主要表现为腐蚀磨损。对于对偶球分别为Al2O3球和Si3N4球时，由于二者硬度以及化学成分的不同，导致其在不同介质中的磨损机制不同。CrAlN薄膜的耐高温摩擦性能较好，当温度大于500℃时薄膜的磨损率降低，耐磨性提高。甚至当温度达到800℃，薄膜依然保持良好的耐磨性能。
4.利用中频非平衡磁控溅射法制备了CrAl/CrAlN多层薄膜，结果表明:随着调制周期的增大，薄膜的拉应力减小，硬度增大。并且，经过96h盐雾腐蚀试验，低调制周期的CrAl/CrAlN多层薄膜依然没有被腐蚀。与CrN和CrAlN薄膜相比，CrAl/CrAlN多层薄膜可以明显改善体系的耐腐蚀性能。