纳米复合膜通常由两种或两种以上的具有纳米结构的不同材料组成，其中材料组 成可以是纳米晶-非晶结构或者是纳米晶-纳米晶结构，组成材料的晶粒尺寸在几纳米 至几十纳米之间。如果晶粒越细小，那么在晶界上堆垛的原子就越多，这就使其比表 面积增大，从而导致其表面能增加，故可以有效改变晶粒之间的相互作用，除此此外， 晶界还阻碍了位错的运动[4]。因此材料的抗塑性变形能力主要取决于其内部的所有晶 间区域，即晶界、三个或更多的相邻晶粒间交线的三角结合处，因此晶界对材料发生 塑性变形具有决定性作用。79149

2 纳米复合膜的制备工艺

目前，制备方法纳米复合膜的方法主要有化学法和物理法。其中最常用有效的制 备工艺是化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）。化学气相沉积法通过反应 气体和基体发生化学反应而在基体表面沉积形成涂层的方法。此方法具有涂层沉积条 件简单（常压和低压都可行）[7]，制膜设备易操作，能在形状不规则的基片上制备均 匀性较好的薄膜等优点。物理气相沉积法是采用物理方法将材料表面气化成气态原子 或者分子，或者部分电离成离子，需要在真空条件下，通过低压气体或等离子体过程 在基体工具表面沉积成薄膜的技术。化学气相沉积技术沉积温度较高，对环境产生较 大污染；物理气相沉积技术的工艺简单、耗材少、无污染、薄膜致密均匀。物理气相 沉积中三种最常见的沉积方法是真空蒸镀，离子镀膜和溅射镀膜。论文网

真空蒸镀是是应用最早的物理气相沉积技术[7]，要求是在真空条件下，通过加热 使镀膜材料气化并飞至基片表面凝聚成膜的工艺。真空蒸镀的优点是工艺设备简单易 控、沉积速度快、薄膜的纯度和致密性高，但缺点是其膜层与基片的结合力、绕射性 不理想。

离子镀需要的条件是真空状态，低压气体放电形成等的离子体使气体或被蒸发物 质部分电离、激活，通过离子轰击使反应产物在基片表面沉积成膜。离子镀膜具有沉 积速度快，膜层与基片结合强度高，膜层质量好等优点，被广泛应用于电子工业，工 模具等领域。目前电弧离子镀是制备 CrAlN 的最常用方法。

溅射镀膜是一项在真空条件下使获得能量的高能能粒子轰击靶材，与靶材表面原 子或分子交换能量后，使靶材表面的原子获得一定的能量并逸出，飞向在基片，并在 基片表面沉积成膜的技术[8]。溅射镀膜技术的优点主要有：表面清洁、操作简单、工艺重复性好、易于实现自动化控制等，因此在工业生产中被广泛应用。根据电极结构 的不同，溅射镀膜可以分为二极溅射、三极溅射、四极溅射和磁控溅射等[9]。