纳米复合薄膜一般都在硬度、耐磨性、抗氧化性及热稳定性等方面表现出色，还有优良的抗磨性能等优点，尽管国内外的科学家们对其展开了广泛的研究，但是对于它超硬度的机理，以及这种高性能是通过什么而实现的，如何通过控制制备工艺、结构、元素等相关因素来实现，还尚未完全清楚，在纳米薄膜的表征，纳米复合薄膜等问题上，还有待进一步的努力。

1.4.3纳米复合膜的致硬机理研究

纳米复合膜问世以来，其高硬度、高强度等优越的性能引起了广泛的关注，然而从目前的情况来看，国内外对其致硬机理的探索尚处于初级阶段，文献的数量，理论和各类模型的数据上来看，都比较少。现在被科学界普遍认同的纳米复合膜致硬机理理论主要有三类，下面也主要从这三个理论出发，详细阐述。

固溶强化理论简单来说，它认为复合膜材料强度、硬度的提高主要是在其内部形成了固溶体，产生剧烈的固溶体的强化作用，从而使晶体结构发生晶格畸变，使位错运动受到阻碍[23]。具体而言，金属原子和材料中原有的原子既可以在晶体结构中通过置换产生置换固溶体，也可以在其间隙形成间隙固溶体。C.S.Sandu等人[20]和M.Nose等人[21]对这一理论进行了大量的实验探究，并肯定了这一理论的正确性。

S.Veprek等人[22]在进行超硬纳米膜的研究过程中，发现并总结出了界面复合效应这一复合膜致硬机理。这一理论主要从复合膜的微观结构出发，非晶的存在使材料晶界被破坏，并在界面复合形成一种三维网状类的新结构。这种网状类结构使得其内部的位错被阻碍来达到强化的目的，从而使得复合膜的强度硬度得到提升[26]。

共格协调应变效应理论主要指的是在复合膜的内部非晶被晶化后可能会形成一个共格界面和一个协调界面，这两个界面使复合膜主体结构形成一个不断变化的应力场，从而阻碍位错运动，并产生晶格畸变，强化复合膜的强度和硬度[27]。

1.5摩擦与磨损理论基础

1.5.1摩擦

摩擦是指阻碍两个接触面或者两个物体之间相对运动或相对运动趋势的一种自然现象[22]。它普遍存在与工业生产的各个环节，各个工作的零部件之间。摩擦的产生制约了机器零件的使用寿命，为企业带来了重大的经济损失和资源浪费，通常情况下，人们根据不同的分类标准，可以将摩擦进行多样化的分类，在以运动形式为分类原则时，可将其分为滑动和滚动两类；在以零件接触表面的情况作为分类原则时，可以将其归纳为干摩擦、流体摩擦以及二者结合的摩擦；除此以外，还有静、动摩擦依据发生物体之间存在相对运动与否，内、外摩擦依据零部件发生摩擦现象的部位进行分类等。

磨损率是一个用来表现干式摩擦耐磨性能的量。而磨损率和磨损失重的表示方法，则会因研究对象研究人员的差异而千差万别，有的采用摩擦在单位距离的磨损率，有的则采用摩擦在单位时间段的磨损率，有的采用磨损长度，有的采用磨损体积，尽管如此，研究表明，对于同一测试部件，用测量体积磨损率的方法来判断耐磨性能的优劣是更为可科学可取的。

在描述一个完整的摩擦过程时，我们引入稳定性的概念来展现摩擦系数和磨损率的起伏，通常会随着摩擦的进行而发生一定的变化[24]。而这些参数的采取通常是一个动态的结果，它会随着条件的变化而发生相应的变化，比如，整个摩擦系统的稳定程度我们可以通过摩擦系数起伏的数值，快慢来尽可能的反应，但是一旦条件发生改变时，则会更多的使用摩擦系数以及磨损率变化的数值与摩擦条件变化的数值相比，得到的结果来表征此时系统的稳定度。