【中文摘要】开展在低温（77-200K）下沉积Au、Ag、Ni、Al、Cu的单质金属薄膜及其合金薄膜的研究，利用靶材粒子在低温基体表面的活动能力明显降低的基本原理，采用溅射和闪蒸技术，制备出在晶体结构、组织结构与常温和高温沉积有明显不同的（晶化程度、颗粒尺寸、晶界等）薄膜新材料，研究该类薄膜材料的生长过程、组织结构与工艺条件间的关系，进一步研究其力学性能与摩擦学性能，从中找到摩擦学性能优异的薄膜材料。 研究结果将有助于对在超低温、电磁场、真空等特殊环境下工作的精密机械的摩擦学表面改性提供技术储备。
【结题摘要】针对航天、核能、微电子等领域精密运动部件对润滑薄膜提出的长寿命、高可靠的要求，开展了低温气相沉积金属基薄膜的制备、结构与摩擦学性能研究。研制出了可用于气相沉积设备的基体低温冷却装置，可在沉积薄膜过程中使基体获得77K-253K的低温。建立了在低温条件下气相沉积金属基薄膜的新方法，并且在多种材料和形状的基体表面低温沉积制备了Ag、Cu、Ni、Cr、AgCu、CrNiN以及TiN薄膜。研究了低温沉积薄膜的工艺参数、结构、力学性能、摩擦学性能及其相互影响关系，深入考察了低温条件对薄膜生长、结构及其力学性能和摩擦学性能的影响。研究发现低温沉积薄膜的晶体结构和组织结构与常温沉积薄膜有明显不同，提出了金属薄膜材料在低温条件下的生长机理。研究发现，低温沉积薄膜的摩擦磨损性能、力学性能与常温沉积有明显差异，研究了其摩擦磨损机理。在低温下制备出了耐磨性明显优于常温沉积并具有良好应用前景的的金属薄膜。研究了CrAgCu多层复合薄膜的结构及其在真空和低温环境下的摩擦学性能及其磨损机理，部分研究结果在液氧/煤油火箭发动机液氧涡轮泵主支撑轴承中获得应用。