中文摘要：

具有界面强化相的纳米复合薄膜材料，因其所具有的超高硬度已被学术界广泛关注，但该类材料所能达到的硬度极限值一直是学术界争论的焦点问题。本项目基于纳米复合薄膜硬度极值对界面相微结构及微尺度变化极为敏感的事实，选取真空气相沉积的纳米多层及纳米晶非晶体系，采用HRTEM、EPMA、XPS和纳米压入等各种高精密分测手段从实验上定量和半定量表征纳米复合薄膜硬度极值与氧杂质含量及其分布之间的关系，并从原子键合状态变化角度分析其机制；基于此，深入研究了C、N等元素含量对纳米复合薄膜组织结构及其力学性能影响和机制, 并针对纳米多层异质结构体系，研究异质元素对层间界面应力的影响及演变规律；进一步扩展到微量异质材料的引入，所导致的微纳米线及点形貌演变及力学特性演变，结合第一原理密度泛函（DFT）计算分析物理参量，对其机理进行理论分析。最终提出新的纳米复合薄膜设计准则。