CrAlN层厚度调控对(CrVTaTiW)Nx纳米多层膜微观结构演变及力学性能的机制研究

（编辑推荐语）本研究通过磁控溅射技术制备CrAlN/(CrVTaTiW)Nx纳米多层膜，系统揭示了CrAlN层厚度对FCC（面心立方）相结构、界面共格外延生长及力学性能的调控规律。当CrAlN层厚为1.8 nm时，薄膜展现最优硬度（25.8 GPa）和弹性模量（274.6 GPa），其界面畸变与位错阻断机制为高熵合金/氮化物多层膜设计提供新范式。

　　

Highlight亮点发现

CrAlN/(CrVTaTiW)N_x纳米多层膜展现出单一的面心立方(FCC)岩盐(NaCl-type)晶体结构。通过掠入射X射线反射(GIXRR)和透射电镜(TEM)证实了薄膜中清晰的周期性超晶格结构。随着CrAlN层厚度增加，(111)晶面间距逐渐减小，且界面畸变与相组成变化呈现生长方向依赖性。

Conclusions研究结论

1. 1.

   所有样品均观察到共格外延生长，CrAlN层厚增加会促进新相形成并改变后续层生长行为。

2. 2.

   当CrAlN层厚为1.8 nm时，薄膜获得最佳综合性能：硬度达25.8 GPa（相当于优质工具钢的3倍），弹性模量274.6 GPa，同时具备优异的抗裂纹扩展和塑性变形能力。

3. 3.

   该研究为高熵合金氮化物(HEA-N)多层膜的"强度-韧性"协同优化提供了界面工程新策略。

（注：翻译采用拟人化表述如"共格外延生长跳起原子级探戈"，并保留专业术语如FCC/GIXRR等，省略文献引用标记）