难熔高熵合金薄膜已被证明具有优良的热、力综合性能，使其成为发展替代传统防护薄膜的理想选择。然而，难熔高熵合金薄膜的高硬度所带来的室温脆性问题不利于其耐磨性的进一步提升，较高的摩擦系数也限制其应用时的效率及稳定性。因此，设计硬而韧的自润滑难熔高熵合金薄膜是提高其力学性能和摩擦学性能的关键。本研究在NbMoWTa薄膜中引入Ag层，制备成NbMoWTa/Ag自润滑多层膜材料，并通过调节两种组分的层厚，来优化其力学和摩擦学性能。研究结果表明，NbMoWTa/Ag自润滑多层膜能显著降低摩擦，并保持较高的硬度。多层膜的硬度随着单层厚度(100～2.5 nm)的降低而增加，在尺寸小于10 nm时，两层以bcc超晶格占主导，界面为共格结构；在2.5 nm时多层膜硬度达到最高值9.4 GPa，想比混合法则预测值高出52%。与NbMoWTa单质薄膜相比，单层厚度为2.5 nm的多层膜的摩擦系数和磨损率均显著降低，其性能超过了大多数含Ag的金属/陶瓷自润滑复合薄膜，这归因于高熵合金表面形成了持久的润滑膜并且亚表层具备较高的承载能力。该研究为开发具有优良摩擦学性能的新型自润滑难熔高熵合金薄膜开辟了一条新途径。
参考文献：Dawei Luo, Qing Zhou, Wenting Ye, et al. ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, 13: 55712−55725.

难熔高熵合金,多层膜,磁控溅射,力学性能,摩擦学