含软金属自适应涂层在摩擦过程因软金属独特的性能而具备良好的摩擦学性能，然而在不断摩擦过程中软金属会发生一定的耗散导致涂层失效。为了研究软金属润滑剂在宽温域摩擦过程中的耗散机制，利用等离子喷涂技术制备 NiCrAlY-Cu 涂层；通过分析热处理及宽温域摩擦前后涂层的组分与形貌演变，揭示 NiCrAlY-Cu 涂层中 Cu 的高温扩散及宽温域摩擦耗散机制。结果表明：Cu 以片层状分布在 NiCrAlY 基础相中，软金属 Cu 在温度单因素影响下垂直向涂层表面扩散，随着温度的升高扩散加剧。在 1 000 ℃环境下 Cu 在涂层内部发生平行扩散，并最终呈现弥散态分布。在中低温环境下随着温度的升高 Cu 的剪切强度降低进而使得涂层摩擦因数逐渐下降，但是由于 Cu 呈片层状分布，随着温度的升高涂层发生疲劳剥落导致磨损率升高。随着温度的进一步升高，Cu 扩散加剧，片层状 Cu 减少，同时发生氧化，使得摩擦因数升高，磨损率降低。在宽温域摩擦过程中由于温度和载荷的共同影响，Cu 在涂层中的摩擦耗散机制为 Cu 垂直向涂层表面扩散，由磨痕区域内向磨痕外平行扩散。同时，磨痕内聚集的 Cu 以磨屑形式逐渐损耗。提出在不同温域摩擦过程中受力-热耦合影响的软金属耗散机制， 可为解决含软金属自适应涂层的失效问题提供理论依据。
锆合金是重要的核燃料包壳材料，在包壳表面沉积抗高温水蒸气氧化涂层是在失水事故中避免核泄漏的有效途径，然而涂层在高温氧化过程中存在氧化产物不稳定及界面扩散问题。用磁控溅射的方法在 Zr-4 合金表面沉积 Mo / Al / Cr 复合涂层，拟利用 Al 层生成氧化铝提升抗氧化温度上限，利用 Mo 层阻挡 Al 与 Zr-4 基体的扩散。用 SEM 表征涂层的表面及横截面形貌，利用 XRD 分析涂层物相结构，用纳米压痕的方法评价涂层的力学性能，用管式炉连接水蒸气发生器来评价涂层的抗高温水蒸气氧化性能。结果表明：在锆合金表面制备的 Mo / Al / Cr 复合涂层与基体结合良好，结构完整，界面清晰，硬度高于 Zr-4 合金基体。在高温水蒸气氧化试验中，复合涂层中的 Al 会发生熔融，导致涂层结构的破坏而不能生成连续致密氧化铝膜。在 Cr 层、Al 层失效的情况下，Mo 层可以有效阻挡 Al 及 O 元素向基体内部扩散。探讨了 Al 作为抗氧化层及 Mo 作为扩散阻挡层的可行性，试验结果可为核燃料包壳涂层的设计选材提供借鉴和支撑。
薄膜材料中的微观结构和织构特征对其性能有重要的影响作用，但目前薄膜中微观结构和织构的关系尚未清楚。 以 Cu / Co 多层膜为对象，研究薄膜中的表面粗糙度和织构。采用磁控溅射法在单晶 Si 基底上制备 Cu / Co 多层膜， 通过扫描电子显微镜和原子力显微镜对多层膜的表面粗糙度进行逐层表征，结合薄膜外延生长模型分析薄膜表面自由能的层间差异对薄膜生长模式和表面粗糙度的影响。结果表明，在 Si 基底上沉积的 Cu 薄膜呈岛状模式生长，表面粗糙度较小；继续在 Cu 薄膜上沉积的 Co 薄膜亦呈岛状模式生长，表面粗糙度增加；最后在 Co 薄膜上沉积的 Cu 薄膜， 趋向于层状模式生长，表面粗糙度下降。此外，利用 XRD 与 EBSD 分析 Cu / Co 多层膜的织构演变行为，发现在 Cu 和 Co 层交替沉积的过程中，织构类型由{111}变为{0001}再变为{111}，织构强度逐渐变弱。分析表明，薄膜的织构强度与其表面粗糙度存在一定关系，Cu 薄膜中{111}织构强度越高，薄膜的表面粗糙度越小。通过明确 Cu / Co 薄膜生长过程中的织构演化规律以及织构与微观结构的相互作用，可为薄膜制备技术和性能调控的研究提供一定启示及参考意义。
