關(guān)曉艷，趙美艷，史鎬榮，王志新，張留學(xué)

（中原工學(xué)院 材料與化工學(xué)院，鄭州 450007）

節(jié)能減排、環(huán)保綠色的發(fā)展理念對刀具、模具、現(xiàn)代機械化工設(shè)備、航空航天設(shè)備等機械關(guān)鍵磨損零部件提出了更高的要求。表面涂層技術(shù)因在強化表面硬度等力學(xué)性能、提高抗氧化性能、改善耐磨損和耐腐蝕等方面發(fā)揮了重要作用，被廣泛應(yīng)用于機械、電子、汽車、航空航天等領(lǐng)域[1-4]。在眾多的硬質(zhì)涂層中，CrN 薄膜因具有高硬度、優(yōu)異的耐腐蝕性、良好的耐磨性而被廣泛關(guān)注。CrN 薄膜可以顯著提高2024鋁合金的摩擦學(xué)性能和耐腐蝕性能，還可以顯著提高AISI 304 不銹鋼在3.5% NaCl 電解液環(huán)境下的耐蝕性和在泥漿環(huán)境下的耐沖蝕性[5-8]。

伴隨著對材料表面性能、摩擦磨損、抗高溫氧化及耐腐蝕性能的新要求，單一的涂層結(jié)構(gòu)已無法滿足復(fù)雜苛刻服役工況的實際需求。研究者們試圖從多元復(fù)合、多層結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面來改善CrN 薄膜的綜合性能，以滿足更苛刻環(huán)境工況的服役要求。本文綜述了近年來CrN 基復(fù)合薄膜的研究進展，包括CrN 基多元復(fù)合薄膜、CrN 基多層薄膜以及CrN 基多元多層復(fù)合薄膜，并對CrN 基復(fù)合薄膜的應(yīng)用前景進行了展望。

1 CrN 基多元復(fù)合薄膜

CrN 涂層因具有較高的硬度、良好的導(dǎo)熱性和耐磨性、優(yōu)異的抗氧化性能等特點而被廣泛應(yīng)用于機械、化工等領(lǐng)域。但是，CrN 涂層的摩擦系數(shù)較高，且難以滿足極端條件下的應(yīng)用需求。例如高溫條件下，其表面會形成多孔氧化物或空隙等結(jié)構(gòu)上的缺陷，嚴重影響了CrN 的力學(xué)性能，并限制其應(yīng)用[9-10]。研究者們通過摻雜一些金屬或非金屬元素的方法來改善CrN 涂層的性能，常用的摻雜元素有Al、B、Si、C、W、Zr、Nb 等。

通過元素摻雜，不僅可以改善CrN 涂層在極端條件下結(jié)構(gòu)上的缺陷，還可以進一步提升其力學(xué)、耐磨損和耐腐蝕等性能。目前，研究者主要通過單一元素摻雜和多元素摻雜來改善薄膜的性能。通過摻雜Al、W、Nb 等元素可使涂層晶粒細化，微觀結(jié)構(gòu)更加致密，提升涂層與基體的結(jié)合強度，進而提高其摩擦學(xué)性能、抗氧化性能。此外，摻雜B、C、Si 等元素可使涂層形成典型的非晶包覆納米晶結(jié)構(gòu)，進而改善涂層的力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能。Mohammadpour等[11]采用非平衡磁控濺射法制備了Al 摻雜的CrN 涂層，并用不含Al 的CrN 涂層作對比。研究發(fā)現(xiàn)，在700 ℃時，不含Al 的CrN 涂層有Cr2N 相存在；而含Al 的CrAlN 涂層沒有Cr2N 相存在，相反有Al 的氧化物（如AlO2或Al2O3）存在，證明Al 的摻雜可抑制CrN 涂層在高溫下生成Cr2N 相。因Cr2N 更容易氧化，不含Al 的CrN 涂層在高溫下發(fā)生氧化，而Al 的氧化物可抑制氧元素向涂層內(nèi)部擴散，從而提高涂層的抗氧化性能，即CrAlN 涂層呈現(xiàn)出更優(yōu)異的抗氧化性能。與CrN 涂層相比，CrAlN 涂層的熱穩(wěn)定性可提高到850 ℃。此外，Al 的摻入使涂層的晶粒細化，應(yīng)力得到釋放，CrAlN 涂層的微觀結(jié)構(gòu)較CrN 更為致密。Zhao 等[12]采用磁控濺射技術(shù)制備了CrAl 過渡的CrAlN 涂層，并研究了CrAl 過渡層厚度對復(fù)合涂層力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，CrAl 過渡層可抑制涂層的柱狀生長，進而提高涂層的結(jié)合強度、耐磨性和摩擦學(xué)性能。Hsieh 等[13]采用直流反應(yīng)磁控濺射法制備的CrWN 涂層，比較致密、均勻，與基體結(jié)合良好，且涂層的硬度、彈性模量和彈性恢復(fù)率均有一定程度的提高。Kim 等[14]對Zr 摻雜的CrN涂層的高溫性能進行了研究，隨著Zr 含量的增加，Cr1–xZrxN 涂層的力學(xué)性能得到了很大的提高，表面粗糙度和摩擦系數(shù)逐漸增大。此外，當Zr 的質(zhì)量分數(shù)達到15%時，薄膜的力學(xué)性能達到最佳。Chang 和Wu 等[15-16]研究了Nb 含量對CrN 涂層組織、硬度、抗氧化性能以及耐腐蝕性能的影響。在涂層中，Nb原子代替部分Cr 原子，Cr-Nb-N 涂層的截面形貌為致密的柱狀組織。Nb 的加入提高了CrN 涂層的硬度和耐腐蝕性能。此外，適量Nb 的加入還可提高涂層的抗氧化性能，這主要是因為優(yōu)先輸運的鈮離子會阻斷鉻向外擴散。

Budna、Wang 和Lee 等[17-20]采用磁控濺射法制備了B 摻雜的CrBN 涂層，CrBN 薄膜的截面形貌如圖1 所示。由圖1 可觀察到，B 是以非晶BN 的形式存在，涂層的微觀結(jié)構(gòu)為CrN 晶體顆粒鑲嵌在非晶BN中的非晶/納米晶結(jié)構(gòu)，使得CrBN 涂層的硬度遠遠大于CrN 涂層。同時，B 的摻雜有效地提高了涂層的斷裂韌性和抗彈性應(yīng)變能力。Fuentes 和Polcar 等[21-22]采用電弧沉積法制備了CrCN 涂層，該涂層在高溫下具有較好的穩(wěn)定性，碳主要是以鉻碳化物（Cr23C6和Cr7C3）的形式存在，CrCN 涂層具有較低的摩擦系數(shù)，主要原因是該涂層具有石墨相和多層結(jié)構(gòu)，能在摩擦副表面形成轉(zhuǎn)移膜，從而降低摩擦系數(shù)。此外，C 的摻雜可提高涂層的韌性和H/E比值，且耐磨性能不隨溫度的升高而增大，涂層良好的摩擦學(xué)性能與石墨碳的自潤滑效果有關(guān)。Lin 和Lee 等[23-24]采用高功率脈沖磁控濺射和直流磁控濺射相結(jié)合的技術(shù)制備了CrSiN 納米復(fù)合薄膜，Si 濃度影響CrSiN 薄膜的微觀結(jié)構(gòu)，隨Si 含量的增加，CrSiN 薄膜的結(jié)構(gòu)由固溶體轉(zhuǎn)化成nc-CrN/a-Si3N4納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。在CrSiN 薄膜中，當Si 的原子數(shù)分數(shù)為4.8%時，涂層表現(xiàn)為致密的柱狀晶結(jié)構(gòu)；當Si 的原子數(shù)分數(shù)達到6.7%時，涂層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閚c-CrN/a-Si3N4納米復(fù)合結(jié)構(gòu)；當Si的原子數(shù)分數(shù)為10.2%時，涂層的納米復(fù)合結(jié)構(gòu)更為明顯，Cr(Si)N 納米晶被Si3N4非晶態(tài)基質(zhì)包圍；當Si 的原子數(shù)分數(shù)增加到20%時，涂層呈現(xiàn)非晶態(tài)微觀結(jié)構(gòu)。微觀分析表明，CrSiN 薄膜中存在Cr—N 化合鍵，Si 以化合物的形式存在于薄膜中。由于固溶強化和相分離效應(yīng)，使得CrSiN 涂層的力學(xué)性能增強。Shan 等[7-8]采用多弧離子鍍技術(shù)制備了CrN 和CrSiN涂層，并對涂層在人工海水環(huán)境中的摩擦學(xué)性能進行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Si 的加入，提高了CrSiN 涂層的硬度和致密度，降低了涂層的摩擦系數(shù)和磨損率，且使涂層具有更加優(yōu)越的耐腐蝕性，證明了摻雜Si 元素可以改善CrN 涂層的摩擦學(xué)性能及耐腐蝕性能。

圖1 CrBN 涂層的斷面形貌與相應(yīng)的SAED 圖(a)和B 原子數(shù)分數(shù)為16.4%的CrBN 涂層的TEM 圖(b—d)[18]Fig.1 Cross-sectional morphology with corresponding SAED images (a) and TEM images (b—d) of CrBN (16.4 at% B) coating[18]

在單一元素摻雜的基礎(chǔ)上，研究者們還試圖通過兩種元素或多種元素共摻雜來提高CrN 涂層的綜合性能。Zhang 和Cai 等人[25-26]設(shè)計了含硅AlCrSiN 梯度鍍層。隨著Si 含量的增加，涂層晶粒尺寸逐漸變小，涂層結(jié)構(gòu)由大柱狀晶變?yōu)榧毤{米晶，涂層的切削壽命也逐漸增加，可達14.04 m。最佳AlCrSiN 梯度涂層的附著力較高，硬度可達33 GPa，H3/E2比值可達0.3404 GPa。另外，由于Al 和Si 的摻雜和涂層表面Al2O3的形成，涂層的熱穩(wěn)定性和抗氧化性均有所提高。AlTiCrN 涂層硬度較高，可達36 GPa，且耐高溫氧化（1100 ℃），因此常被用作保護性硬質(zhì)涂層。Chang 等人[27]采用陰極電弧沉積法制備了單層AlTiCrN涂層和AlTiCrN/TiSiN 多層涂層，并主要研究了過渡層（Cr、Ti、CrN、TiN 夾層）對其力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，幾種復(fù)合涂層的殘余應(yīng)力均較小，抗沖擊疲勞性能較好。在 AlTiCrN/Cr、AlTiCrN/Ti、AlTiCrN/CrN、AlTiCrN/TiN 幾種涂層中，氮化物過渡層可降低殘余應(yīng)力，故具有TiN 和CrN 夾層的涂層的殘余應(yīng)力最低（–3 GPa），而Cr、Ti 夾層的AlTiCrN/Cr、AlTiCrN/Ti 涂層的殘余應(yīng)力最高，分別為–8、–8.4 GPa。Beake 等人[28]通過微尺度沖擊測試的方法，研究了3 種不同Al 含量的TiAlCrN 涂層的抗沖擊疲勞性能。涂層的抗沖擊疲勞性能是由涂層的厚度、微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能共同決定的。Ti0.25Al0.65Cr0.1N 涂層在納米微沖擊試驗和微沖擊試驗中具有優(yōu)異的抗斷裂性能。Trindade 和Li 等人[29-30]采用直流反應(yīng)磁控濺射沉積的方法制備了Cr-Al-Nb-N 涂層，并研究了Al、Nb 含量對涂層結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和抗氧化性的影響。涂層呈柱狀結(jié)構(gòu)，隨著Al 含量的增加，Cr-Al-Nb-N 涂層的硬度、熱穩(wěn)定性和抗氧化性均有所提高。在高溫條件下，Al2O3和Cr2O3的生成可作為防止粒子擴散的保護層，因此，高鋁涂層發(fā)生氧化的幾率很小。隨著Nb 含量的增加，涂層的抗氧化能力逐漸降低，硬度和彈性模量呈現(xiàn)先線性增加、后降低的趨勢。硬度增加主要是因為Al 原子可促進晶格畸變和晶粒細化，而Nb 含量較高的涂層中會形成立方NbN，進而導(dǎo)致硬度下降。Sha 等人[31]采用閉合場非平衡磁控濺射技術(shù)制備了CrAlNiN 涂層，隨著Ni 含量的增加，涂層的硬度逐漸下降（較高的為25～28 GPa，較低的為14～21 GPa），結(jié)構(gòu)由較粗的柱狀組織變?yōu)檩^細的等軸組織，涂層的H/Er和H3/Er2值較高，具有較好的抗裂性和粘附強度，而通過摩擦氧化物組成的磨損碎片具有一定的承載能力，因此提高了涂層的耐磨損性能。

除此以外，還有3 種共摻雜元素被用來提高CrN涂層的綜合性能。納米AlCrTiSiN 復(fù)合涂層具有優(yōu)異的力學(xué)性能，硬度可達 41.14 GPa，彈性模量可達254.94 GPa，平均摩擦系數(shù)為0.2，粗糙度為36.5 nm，由此AlCrTiSiN 涂層刀具的使用壽命較長。由于Si、Cr、Ti 3 種元素的復(fù)合添加細化了晶粒尺寸，涂層的附著力也大大提高[32]。Chang 等人[33]通過陰極弧蒸發(fā)法合成了Cr-Ti-Al-Si-N 多組分涂層，研究了涂層的耐高溫氧化性能。Al、Si 含量較高的涂層的抗氧化性能較高，對于Al、Si 含量較低的涂層，晶體晶粒較大，離子會沿裂紋出現(xiàn)優(yōu)先氧化的現(xiàn)象。Ti 會透過Al2O3-Cr2O3混合層裂紋向外擴散接觸氧氣，在涂層頂部形成TiO2，加速氧氣向內(nèi)擴散。高Al、Si 含量的涂層，表面主要形成Al2O3-Cr2O3保護層，可阻礙氧氣向內(nèi)擴散。Zhang 等人[34]對不同C 含量的CrTiAlCN涂層的結(jié)構(gòu)和摩擦學(xué)性能進行了研究。隨著碳含量的增加，CrTiAlCN/SUS440C 摩擦副的摩擦系數(shù)和磨損率逐漸下降，涂層的硬度呈先增后減的趨勢，當碳含量為22.5%（原子數(shù)分數(shù)）時，涂層硬度達到最大值（29.4±1.5）GPa。主要是因為覆蓋在涂層表面的非晶態(tài)碳或氮化碳可起到固體潤滑劑的作用，進而降低涂層的摩擦系數(shù)。

由此，可以發(fā)現(xiàn)，對于CrN 涂層，通過摻雜金屬元素，可使涂層晶粒細化，微觀結(jié)構(gòu)更加致密，提升涂層與基體的結(jié)合強度，進而提高其硬度和力學(xué)性能。此外，摻雜非金屬元素可使涂層形成典型的非晶包覆納米晶的復(fù)合結(jié)構(gòu)，進而改善涂層的硬度等力學(xué)性能。較高的力學(xué)性能使得CrN 基多元復(fù)合薄膜呈現(xiàn)出良好的耐磨損性能?？傊cCrN 涂層相比，一種或多種元素共摻雜得到的CrN 基多元復(fù)合涂層的力學(xué)性能有所提升，且其耐磨損性能等綜合性能有較大改善。

2 CrN 基多層薄膜

除了多元摻雜提高薄膜的性能外，研究者還通過多層結(jié)構(gòu)設(shè)計來改善薄膜的性能。與單層薄膜相比，CrN 基多層薄膜可綜合各單層薄膜的優(yōu)勢，從而使薄膜具有更加優(yōu)異的性能。力學(xué)性能（韌性、硬度）在一定程度上有所提高，摩擦學(xué)性能（耐磨損、抗裂紋擴展等）也有所改善。此外，通過多界面的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以引發(fā)裂紋發(fā)生偏轉(zhuǎn)，抑制裂紋的傳播，引發(fā)能量耗散，降低應(yīng)力集中，提高薄膜的韌性[35]。這些多層薄膜可分為金屬/CrN 基多層薄膜、陶瓷/CrN 基多層薄膜等類型。

2.1 金屬/CrN 基多層薄膜

金屬/CrN 基多層薄膜可以兼具金屬（如Cr、Zr、Ti、Cu 等）的韌性和氮化物層的高硬度，進而獲得綜合性能優(yōu)異的多層薄膜。在單層氮化物涂層中，裂紋可以在涂層內(nèi)部貫穿，而在金屬/CrN 基多層薄膜中，金屬層可吸收能量，抑制裂紋的擴展，多層界面也可引發(fā)裂紋偏轉(zhuǎn)。因此，在氮化物層之間引入金屬層，在一定程度上可以提高涂層的硬度、韌性等力學(xué)性能，較高的力學(xué)性能和多界面設(shè)計，可提高涂層的耐磨性、耐腐蝕性能和承受載荷的能力[36]。Cr/CrN多層薄膜具有良好的耐腐蝕性和抗氧化性能，這是由于可在涂層底部形成薄的Cr2O3氧化膜，且由于界面效應(yīng)，薄膜的微觀結(jié)構(gòu)更為緊密[37]。Cr 層和CrN 層的厚度比決定了Cr/CrN 多層薄膜的力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能。沖蝕實驗后，對薄膜的微觀結(jié)構(gòu)進行分析可知，薄膜是逐層失效的，合適厚度比的Cr/CrN 多層薄膜，可以減少侵蝕和腐蝕所造成的損失[38-39]。

此外，Ezazi 等[40]用磁控濺射法制備的Cr/CrN 涂層，可以增強航空航天用AL7075-T6 的力學(xué)及摩擦學(xué)性能，Cr/CrN 涂層可大幅度提高其表面硬度，且減少磨損。Guan 等[41-42]采用多弧離子鍍方法制備了Zr/CrN、Cr/ZrN 等多層薄膜，并對比分析了界面對薄膜性能的影響。研究表明，Zr/CrN 和Cr/ZrN 多層薄膜均為多晶結(jié)構(gòu)，其中Zr/CrN 多層薄膜的硬度可高達28 GPa。CrN 和Zr 的調(diào)制比可影響薄膜的結(jié)構(gòu)和摩擦學(xué)性能，CrN 層較厚的多層膜具有更優(yōu)異的摩擦學(xué)性能和耐腐蝕性能。進一步研究表明，Zr 和CrN層在界面處可形成半共格的界面結(jié)構(gòu)。這種半共格的界面結(jié)構(gòu)可顯著提高薄膜的硬度等力學(xué)性能，且Zr層較Cr 層具有更優(yōu)異的抗裂紋擴展性能，從而使得Zr/CrN 多層薄膜呈現(xiàn)出較高的硬度、韌性和較好的抗磨損性能。Zr/CrN 多層薄膜在磨損過程中呈現(xiàn)出層層剝落的現(xiàn)象，為解釋Zr/CrN 多層涂層的磨損機理，圖2 簡化了多層涂層的摩擦磨損過程。在較高的接觸載荷下，涂層可能會發(fā)生塑性變形（見圖2a）。隨著摩擦過程的進行，由于循環(huán)應(yīng)力集中和生長過程中的缺陷，涂層表面產(chǎn)生縱向微裂紋，進而使表層的CrN 碎片發(fā)生局部微小區(qū)域的剝落（見圖2b）。當CrN層被磨損后，由于Zr 層硬度較低，Zr 層很快就會被磨損，海水會通過裂紋和缺陷滲透到涂層中（見圖2c）。伴隨著摩擦過程的不斷進行，該過程如此循環(huán)，因此，涂層出現(xiàn)明顯的層層剝落現(xiàn)象（見圖2d）。Dobrzanski 等[43-44]采用物理氣相沉積在黃銅基體上沉積了Ti/CrN 多層薄膜，連續(xù)沉積的Ti/CrN 多層膜可以“掩蔽”單層膜出現(xiàn)的氣孔或裂縫等。薄的純鈦中間層可以降低應(yīng)力，并限制涂層與基體之間的裂紋擴展，明顯提高涂層的耐腐蝕性，并且其耐腐蝕性隨著多層薄膜層數(shù)的增加而明顯提高。Kuppusami 和Elangovan 等[45-47]采用脈沖磁控濺射制備了CrN/Cu納米復(fù)合薄膜，并研究了Cu 含量對其微觀結(jié)構(gòu)、納米力學(xué)和抗菌性能等方面的影響。與純CrN 膜相比，該納米復(fù)合薄膜具有較低的熱穩(wěn)定性，且具有優(yōu)異的抗菌性能。加入適量的Cu，可明顯提高CrN/Cu 納米復(fù)合薄膜的硬度和韌性。當Cu 的質(zhì)量分數(shù)為15.1%時，薄膜硬度可達17 GPa。Kim 等[48]采用封閉場非平衡磁控濺射合成了CrN/Cu 納米多層薄膜，并研究了雙層周期對該薄膜微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)和摩擦學(xué)性能的影響。當調(diào)制周期為7.9 nm 時，CrN/Cu 納米多層薄膜的硬度、抗塑性變形能力和耐磨性較高。

圖2 Zr/CrN 多層涂層的磨損機理[41]Fig.2 Schematic diagram for explaining the possible wear mechanism of Zr/CrN multilayer coating[41]

綜上所述，與CrN 單層涂層相比，通過金屬與CrN 薄膜的多層結(jié)構(gòu)設(shè)計可改善CrN 薄膜的硬度等力學(xué)性能。同時，調(diào)制周期和調(diào)制比對多層薄膜的結(jié)構(gòu)和性能有重要影響。合適的調(diào)制比和調(diào)制周期的多層涂層呈現(xiàn)出較高的硬度等力學(xué)性能，同時具有較為優(yōu)異的摩擦性能和耐腐蝕性能。

2.2 陶瓷/CrN 基多層薄膜

過渡金屬氮化物（如TiN、ZrN、NbN 等）陶瓷涂層具有較高的強度和硬度、良好的抗氧化性和耐腐蝕性能等特點，因此，有研究者將陶瓷與CrN 涂層進行復(fù)合，制備出陶瓷/CrN 多層薄膜，以期獲得綜合性能優(yōu)異的多層薄膜。事實證明，在絕大多數(shù)情況下，陶瓷和CrN 復(fù)合得到的多層涂層的性能優(yōu)于各單層薄膜。

Kim 和Zhang 等[49-51]采用非平衡磁控濺射技術(shù)制備了CrN/ZrN 多層涂層，研究表明，CrN/ZrN 多層涂層呈現(xiàn)由CrN 和ZrN 層交替分布的納米多層結(jié)構(gòu)。此外，涂層的硬度還受調(diào)制周期的影響，隨著基體旋轉(zhuǎn)速度的增大，調(diào)制周期隨之增大，該多層涂層的硬度和彈性模量逐漸減小。當轉(zhuǎn)速為15 r/min、調(diào)制周期為2.1 nm 時，多層CrN/ZrN 薄膜具有較高的硬度和優(yōu)異的耐磨損性能，硬度可達31.8 GPa，彈性模量可達321.5 GPa。Maksakova 和Samim 等[52-53]采用陰極電弧蒸鍍技術(shù)制備了具有多層結(jié)構(gòu)的CrN/ZrN 涂層，主要研究了沉積條件（氮氣流量）和調(diào)制周期對涂層力學(xué)性能的影響，涂層的硬度隨氮氣壓力和調(diào)制周期（148～628 nm）的增大而增大。當?shù)獨鈮毫?.08 Pa、沉積周期為148 nm 時，該涂層的顯微硬度最小，為2795HV0.025；當?shù)獨鈮毫?.43 Pa、沉積周期為140 nm 時，該涂層的顯微硬度可達4685HV0.025。氮氣壓力對涂層硬度的影響主要是由于涂層顯微組織的變化，而調(diào)制周期對涂層硬度的影響是由于涂層晶粒尺寸的變化。此外，他們還研究了涂層在3.4%NaCl 溶液中的耐腐蝕性能。觀察EIS 測試后的SEM 顯微形貌可以發(fā)現(xiàn)，AISI 304 不銹鋼中有明顯的凹坑，而CrN/ZrN 多層涂層僅有少量針孔。表明與AISI 304 不銹鋼基體相比，CrN/ZrN 多層涂層在3.4%NaCl 溶液中具有更好的耐腐蝕性能。Barshilia、Nordin 和Ou 等[54-58]結(jié)合離子鍍和磁控濺射技術(shù)制備了TiN/CrN 多層薄膜，由透射電鏡結(jié)果分析可知，多層薄膜由CrN 和TiN 納米層周期性交替組成，且薄膜呈現(xiàn)出超晶格結(jié)構(gòu)，如圖3 所示。

圖3 截面TEM 圖像及高分辨率TEM 顯微圖和在1 J/cm2和1 shot 下選定區(qū)域電子衍射(SAED)圖[58]Fig.3 (a) Cross-sectional TEM image and (b) high resolution TEM micrograph with selected area electron diffraction (SAED)patterns at 1 J/cm2 and 1 shot[58]

在摩擦學(xué)涂層材料領(lǐng)域，TiN/CrN 多層涂層具有很大的應(yīng)用潛力，TiN/CrN 超晶格多層涂層克服了CrN 涂層硬度低和TiN 涂層熱穩(wěn)定性差的缺陷。與CrN 和TiN 單層涂層相比，TiN/CrN 超晶格涂層的力學(xué)性能、摩擦學(xué)性能、耐磨性和耐點蝕性能均有所提高，且熱穩(wěn)定性較高。Lee 和Mansoor 等人[59-60]研究了Cr 含量對TiN/CrN 多層涂層力學(xué)性能的影響，隨著Cr 含量的增加，TiN/CrN 納米多層涂層的硬度和彈性模量逐漸降低。此外，Nam 等[61]研究了TiN/CrN復(fù)合涂層在燃料電池雙極板中的電化學(xué)行為，發(fā)現(xiàn)它有較高的保護效率，且隨著涂層內(nèi)部CrN 層厚度的減小，保護效率逐漸提高。CrN/NbN 多層薄膜的優(yōu)異性能取決于其致密的微觀結(jié)構(gòu)，在低溫下沉積的CrN/NbN 納米多層薄膜，其耐腐蝕性能不如高溫下沉積的涂層。除此之外，沖擊角和外加電勢也可決定CrN/NbN 的性能[62-66]。Tomlinson 和Stack 等[67-68]采用電弧和非平衡磁控濺射技術(shù)相結(jié)合的方法，制備了CrN/NbN 超晶格薄膜，并研究了薄膜的耐腐蝕性能，發(fā)現(xiàn)沖擊角對薄膜的耐腐蝕性具有重要影響。與單層CrN 薄膜相比，CrN/NbN 超晶格薄膜的表面孔隙更小，涂層防腐蝕性能在很大程度上有所改善，主要是由于Nb 的存在和微結(jié)構(gòu)的改變，產(chǎn)生了彌散氣孔，改善了涂層的缺陷。

Pogrebnjak 和Postolnyi 等[69-71]采用陰極電弧方法制備了CrN/MoN 納米多層膜，并用電子背散射衍射分析方法研究了氮化膜的結(jié)構(gòu)和性能。與超導(dǎo)金屬氮化物MoN 復(fù)合得到的CrN/MoN 多層膜呈柱狀結(jié)構(gòu)，層間界面比較明顯，薄膜具有較低的摩擦系數(shù)和良好的耐磨損性能，在工業(yè)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。Koshy、Bouaouina 和Gilewicz 等[72-75]分別采用反應(yīng)濺射和陰極電弧蒸鍍法制備了CrN/Mo2N 納米多層薄膜，CrN 層對底層的Mo2N 膜起到了很好的保護作用，復(fù)合膜的硬度較高，且在1000 ℃以下依然可以保持納米多層結(jié)構(gòu)。在高溫條件下，由于MoO3的氧化作用，可以形成具有自潤滑功能的硬質(zhì)涂層，從而使薄膜在高溫下呈現(xiàn)良好的耐磨損性能。

CrN/AlN 超晶格薄膜具有更高的力學(xué)性能和抗氧化性能，CrN/AlN 薄膜的結(jié)構(gòu)和性能由CrN 和AlN的調(diào)制周期和調(diào)制比決定。Cabrera、Lin 和Schl?gl等人[76-78]采用非平衡磁控濺射法制備了CrN/AlN 超晶格涂層，研究了CrN 層厚度對該復(fù)合涂層力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能的影響。CrN/AlN 多層膜是晶體結(jié)構(gòu)為CrN 相（NaCl 型晶格結(jié)構(gòu)）和AlN 相（六方結(jié)構(gòu)）的非等結(jié)構(gòu)多層膜，與單獨的CrN 相和AlN 相相比，多層膜的晶粒要小很多。由于界面含量和界面數(shù)量的增加，隨著CrN 層厚度的減小，晶格參數(shù)和殘余應(yīng)力也會有所減小，而涂層硬度增加，達42 GPa，涂層的摩擦系數(shù)和磨損率均有所降低，分別低至0.35和7×10–7mm3/(N·m)。Ma 等人[79]采用磁控濺射技術(shù)成功制備了CrN/AlN 納米多層薄膜，納米多層結(jié)構(gòu)可以阻礙柱狀晶生長，使涂層更致密，進而防止腐蝕性液體的浸入，具有很好的耐腐蝕性。為了解釋涂層提高摩擦腐蝕性能的機理，圖4 給出了CrN 單層和CrN/AlN 納米多層薄膜的耐腐蝕性原理。當CrN 涂層在海水中使用時，溶液容易沿柱狀晶的孔洞、針孔等結(jié)構(gòu)缺陷浸沒在涂層中，并最終滲透到涂層與基底的界面處，腐蝕基體。納米多層結(jié)構(gòu)具有良好的“封孔效果”，一方面，可以降低涂層內(nèi)部的針孔等缺陷，提高涂層的致密度；另一方面，多層的界面也可阻止腐蝕性液體的滲透和貫穿，從而使腐蝕性液體難以通過涂層而腐蝕基體。因此，CrN/AlN 納米多層膜的耐蝕性優(yōu)于CrN 單層膜。

圖4 CrN 和CrN/AlN 納米多層涂層增強耐蝕性機理[79]Fig.4 Schematic diagram for explaining the possible enhance mechanism of corrosion resistance for CrN and CrN/AlN nanomultilayer coating[79]

綜上所述，多層結(jié)構(gòu)增強硬度和韌性的方法不同，增強硬度主要是通過晶粒細化、晶界強化、固溶體硬化、多層硬化、離子轟擊/應(yīng)力硬化等方法實現(xiàn)，而增強韌性主要是通過引入增韌劑、利用相變、誘導(dǎo)壓應(yīng)力、優(yōu)化涂層結(jié)構(gòu)等。因此，多層結(jié)構(gòu)通過阻止層間的位錯運動而呈現(xiàn)硬化，通過調(diào)控調(diào)制周期和調(diào)制比，可以優(yōu)化界面和達到提高涂層硬度的效果。此外，多界面的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以通過引發(fā)裂紋發(fā)生偏轉(zhuǎn)、抑制裂紋的傳播、引發(fā)能量耗散、降低應(yīng)力集中等提高薄膜的韌性。對于單層氮化物涂層而言，裂紋可從涂層表面擴展到基體；而對多層涂層而言，裂紋可被限制在某一單層范圍內(nèi)。因此，多層涂層多界面的引入可以使裂紋偏轉(zhuǎn)或阻礙位錯運動，從而提高涂層的韌性和硬度。

多層結(jié)構(gòu)改善涂層耐磨性和耐蝕性的本質(zhì)為：在制備CrN 涂層時，涂層的生長遵循包括表面能和應(yīng)變能在內(nèi)的總能量最低的原則。涂層以最低的總能量沿晶面生長，形成柱狀晶。柱狀晶界往往是裂紋產(chǎn)生的起始點，裂紋進一步擴展，進而導(dǎo)致涂層失效。納米多層膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅中斷了柱狀晶的生長，使涂層致密，并減少了裂紋的萌生，而且多層界面會阻礙位錯的運動。此外，納米多層結(jié)構(gòu)具有良好的“封孔效果”，以阻止腐蝕溶液在涂層內(nèi)部的滲透和貫穿。因此，納米多層涂層的耐磨性和耐蝕性優(yōu)于CrN 單層涂層。一般而言，納米多層結(jié)構(gòu)不僅提高了涂層的耐磨性，而且提高了涂層的耐蝕性，使其比單層涂層更適合作為摩擦腐蝕防護涂層。

3 CrN 基多元多層復(fù)合薄膜

多層結(jié)構(gòu)設(shè)計可以綜合各單層薄膜的優(yōu)勢，從而更好地優(yōu)化薄膜的性能。多元摻雜可以通過調(diào)控薄膜的微觀組織結(jié)構(gòu)，改善薄膜的綜合性能。研究者還常將多元復(fù)合、多層結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)合起來，制備一系列多元多層復(fù)合薄膜，從而進一步提高薄膜的綜合性能，以滿足更苛刻和復(fù)雜環(huán)境工況的服役要求。

3.1 金屬/CrN 基多元多層復(fù)合薄膜

與金屬/CrN 基多層復(fù)合薄膜類似，金屬/CrN 基多元多層復(fù)合薄膜可以兼具金屬和CrN 基多元薄膜的特性。目前最常用的金屬有Cr 和Ag 等，金屬層的加入可提高基體與薄膜之間的附著力，多層界面可改善薄膜的內(nèi)應(yīng)力等，進而改善薄膜的耐腐蝕性能和摩擦學(xué)性能等。Hafedh、Tillmann 和Mehran 等人[80-82]采用射頻和磁控濺射相結(jié)合的技術(shù)，制備了Cr/CrAlN多層復(fù)合薄膜。與CrAlN 單層薄膜相比，Cr/CrAlN多層復(fù)合薄膜的微觀結(jié)構(gòu)更致密，其硬度、抗彈塑性變形能力和H/E值均較高，且其耐磨性也有較大幅度的提升，該復(fù)合薄膜將在航空航天等領(lǐng)域有較大的應(yīng)用價值。Baraket 等人[83]采用直流磁控濺射技術(shù)制備了CrSiN/Ag 和CrN/Ag 納米多層膜，主要對其摩擦學(xué)性能和力學(xué)性能進行了研究。Ag 的加入可提高納米膜和基體之間的附著力，但二者又有所不同，在CrSiN/Ag 多層體系中以拉伸應(yīng)力為主，而CrN/Ag 的多層體系中以壓縮應(yīng)力為主，因而CrN/Ag 附著力優(yōu)于CrSiN/Ag。此外，與單層CrN 相比，由于薄膜中存在固體潤滑劑（Ag）納米層，該多層復(fù)合薄膜的摩擦系數(shù)有所降低，CrN/Ag 具有更加優(yōu)越的耐磨性。Cai 和Nie 等人[84-85]采用離子鍍技術(shù)制備了Cr/CrSiN多層涂層，研究了其多層結(jié)構(gòu)對摩擦磨損和耐沖蝕性能的影響，發(fā)現(xiàn)Cr/CrSiN 多層涂層是由硬質(zhì)CrSiN層和韌性Cr 金屬層組成的。Cr/CrSiN 多層涂層具有較高的附著力和硬度，進而提高了其耐磨性和抗沖蝕性能，且隨著多層數(shù)量的增加，多層涂層的抗沖蝕性能有所提高。主要原因是軟層Cr 可吸收沖擊能量，捕捉裂紋。此外，多界面也可阻礙裂紋擴展，抑制腐蝕性介質(zhì)在涂層內(nèi)貫穿。

CrSiN 單層涂層和Cr/CrSiN 多層涂層的侵蝕機理如圖5 所示。在砂粒的連續(xù)沖擊下，由于較硬的CrSiN 涂層和較軟的基體塑性變形不同，在涂層表面或涂層與基體的界面處產(chǎn)生微裂紋。見圖5a1、b1。此后，在砂粒的反復(fù)沖擊下，裂紋開始在涂層內(nèi)擴展，見圖5a2、a3。對于單層CrSiN 涂層，裂紋迅速蔓延至整個涂層，從而使涂層出現(xiàn)大面積剝落。然而對于Cr/CrSiN 多層涂層，這些裂紋將在多層界面處終止或發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時韌性的Cr 層和多層結(jié)構(gòu)也可阻止裂紋傳播，如圖5b2、b3 所示?？傊?，與單層CrSiN 涂層相比，多層多界面結(jié)構(gòu)可有效抑制裂紋的擴展，進而提高多層涂層的耐侵蝕性能。Wang 等人[86]采用電弧離子鍍技術(shù)制備了Cr/CrSiN 復(fù)合涂層，同時將基體進行氮離子注入預(yù)處理。結(jié)果表明，基底預(yù)處理的Cr/CrSiN 復(fù)合涂層具有較高的硬度和彈性模量，且隨著氮離子注入濃度的提高，復(fù)合涂層的摩擦系數(shù)逐漸降低，附著力逐漸增強。較高的硬度和附著力使得涂層具有較高的耐磨性。

圖5 Cr/CrSiN 涂層的侵蝕機理[84]Fig.5 Erosion mechanism of Cr/CrSiN coatings[84]: a) CrSiN single layer coating; b) Cr/CrSiN multilayer coating

3.2 陶瓷/CrN 基多元多層復(fù)合薄膜

研究者還對陶瓷/CrN 基多元多層復(fù)合薄膜進行了研究，與金屬/CrN 基多元多層復(fù)合薄膜類似，陶瓷/CrN 基多元多層復(fù)合薄膜兼具了陶瓷和CrN 基多元薄膜的特性。Tian 等人[87]采用多源多靶蒸發(fā)濺射技術(shù)，獲得了TiN/CrAlN 和CrN/CrAlN 納米多層復(fù)合膜。研究發(fā)現(xiàn)，TiN/CrAlN 多層薄膜的多層結(jié)構(gòu)設(shè)計可以顯著降低薄膜內(nèi)應(yīng)力，CrN/CrAlN 多層復(fù)合薄膜與基底具有較好的結(jié)合力，該多層復(fù)合薄膜具有較高的耐磨損性能和優(yōu)異的抗氧化性能。Chen 等人[88-90]采用射頻磁控濺射技術(shù)制備了具有夾芯結(jié)構(gòu)的TiN/CrAlN 多層薄膜，在TiN/CrAlN 多層薄膜中，TiN層可以促進富鋁氧化物的形成，從而阻礙氧氣向薄膜內(nèi)部擴散，在很大程度上提高了薄膜的抗氧化性，而CrAlN 層可增強Al 向外擴散，從而可明顯提高薄膜在高溫下的抗氧化性能。此外，Chen 等還研究了TiN/CrAlN 薄膜的熱失效機理。在高溫條件下，TiN/CrAlN 多層薄膜基體和多層膜具有不同的熱膨脹系數(shù)，基體的熱膨脹系數(shù)大于膜的熱膨脹系數(shù)，因此，基體的熱膨脹變形大于膜的熱膨脹變形。在加熱和冷卻沖擊下，基體與膜、膜與膜、膜與界面之間的晶格失配產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，進而導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生，且由于基材與多層膜的力學(xué)性能不同，會產(chǎn)生表面裂紋和界面裂紋。高溫下，裂紋會在界面處進行擴展，使膜層分層，進而使薄膜失去防護能力，薄膜的熱失效機理如圖6 所示。

圖6 多層脆性TiN/CrAlN 薄膜的裂紋擴展示意圖[88]Fig.6 Cracking illustration of multilayer brittle TiN/CrAlN films[88]

另外，多個表面裂紋可釋放一定的拉應(yīng)力，以降低界面裂紋成核的驅(qū)動力，從而抑制界面裂紋的擴展和分層破壞。薄膜中微缺陷區(qū)域（如微孔等）容易誘發(fā)裂紋萌生，裂紋的進一步擴展將導(dǎo)致薄膜失效，從而失去保護能力。因此，降低薄膜表面及內(nèi)部的微缺陷是提高其高溫防護能力的有效手段。Chen 等人[91]研究了調(diào)制周期及界面結(jié)構(gòu)對ZrN/CrAlN 多層涂層結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)隨著多層涂層的調(diào)制周期由9 nm 降低到5 nm 時，其界面結(jié)構(gòu)由非外延生長轉(zhuǎn)化為局部外延生長界面結(jié)構(gòu)，如圖7 所示。這種界面強化效應(yīng)有助于提高涂層的硬度、結(jié)合強度、熱穩(wěn)定性和抗氧化性能。其中，涂層在氧化過程中，ZrN層優(yōu)先氧化，從而使薄膜形成逐層氧化的層狀鱗片結(jié)構(gòu)。

圖7 CrAlN/ZrN–5 多層涂層斷面TEM 和HRTEM 圖像[91]Fig.7 Cross-sectional TEM and HRTEM images of CrAlN/ZrN-5 multilayer coating[91]: a) TEM image and SAED mode of cross section; b) HRTEM image of cross section; c) FFT diagram of cross section; d) IFFT diagram of non epitaxial region; e) HRTEM diagram of epitaxial region; f) FFT diagram of epitaxial region; g) IFFT diagram of epitaxial region

Song 和Beliardouh 等人[92-93]采用磁控濺射技術(shù)制備了Cr/CrN/CrAlN 梯度多層復(fù)合薄膜，并研究了該薄膜的摩擦學(xué)性能和耐腐蝕性能。研究發(fā)現(xiàn)，該多層復(fù)合薄膜的表面可形成致密的Al2O3氧化膜，可阻礙腐蝕介質(zhì)進入基體，從而提高了薄膜的耐腐蝕性能。Ye 等人[94]采用多弧離子鍍技術(shù)，成功地制備了具有典型納米晶/非晶結(jié)構(gòu)的Cr/CrN/CrAlSiN 梯度多層涂層，在Cr/CrN/CrAlSiN 膜層體系中，納米晶化合物CrN 和AlN 嵌入非晶Si3N4基質(zhì)中，并討論了不同過渡層設(shè)計（Cr、CrN、Cr/CrN）對CrAlSiN 涂層的力學(xué)、腐蝕和摩擦學(xué)性能的影響。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，Cr/CrN 過渡層設(shè)計的CrAlSiN 涂層的附著力、硬度和韌性均有所提高，且具有較低的摩擦系數(shù)和磨損率、較高的膜基結(jié)合強度、優(yōu)異的韌性，過渡層設(shè)計誘導(dǎo)的有效的阻隔效應(yīng)是涂層摩擦學(xué)性能提高的主要原因。

Gilewicz 等[95-97]采用陰極電弧蒸發(fā)法制備了CrN/CrCN 多層復(fù)合薄膜，并研究了該薄膜的摩擦學(xué)性能及其在3.0%NaCl 溶液中的耐腐蝕性能。結(jié)果表明，CrN/CrCN 復(fù)合薄膜與基底具有良好的結(jié)合強度，由于涂層形成的多層結(jié)構(gòu)可阻礙柱狀生長和缺陷的擴散，CrN/CrCN 多層復(fù)合薄膜具有較高的耐磨性和耐腐蝕性能。Krella 等[98-99]做了CrN/CrCN 多層復(fù)合涂層的氣蝕實驗，發(fā)現(xiàn)CrN/CrCN 涂層主要是以脆性斷裂的方式加快其降解過程，而該復(fù)合涂層的附著力與硬度比較高，因此CrN/CrCN 涂層具有更高的抗沖擊性能。

3.3 其他CrN 基多元多層復(fù)合薄膜

除了金屬/CrN 基多元多層薄膜和陶瓷/CrN 基多元多層薄膜，研究者還通過超晶格設(shè)計、界面調(diào)控形成共格界面結(jié)構(gòu)等制備出一系列其他類型的CrN 基多元多層復(fù)合薄膜，如CrN/AlSiN 納米多層復(fù)合薄膜、CrN/TiAlN 納米多層膜以及Cr/CrN/CrCN/ZrN 和TiN/TiCrN/CrN 多層復(fù)合薄膜等。Kim 和Le 等[100-101]分別以閉合非平衡磁控濺射技術(shù)和陰極電弧等離子沉積技術(shù)，制備了納米晶CrN 和非晶AiSiN 交替出現(xiàn)的CrN/AlSiN 納米多層復(fù)合薄膜，并主要研究了Si 含量對該多層復(fù)合薄膜力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能的影響。隨著Si 含量的增加，CrN/AlSiN 多層復(fù)合薄膜的力學(xué)性能、耐磨性和抗氧化性能均有所提升，涂層的氧化速率隨溫度的升高而降低。這主要是因為無定形SiO2和非晶態(tài)Si3N4的形成，抑制了氧氣的擴散。Illana 和 Ho 等[102-103]以陰極電弧蒸發(fā)方法合成了CrN/AlSiN 多層復(fù)合涂層，并對比研究了單層膜CrAlSiN 和CrN/AlSiN 復(fù)合薄膜在蒸汽環(huán)境下的抗氧化性能。結(jié)果表明，CrN/AlSiN 復(fù)合薄膜呈超晶格結(jié)構(gòu)，相較于單層CrAlSiN 薄膜，在高溫條件下，超晶格復(fù)合薄膜中形成的Cr2O3保護層可阻止氧在涂層中擴散，從而使其具有優(yōu)異的抗氧化性能。Wang 等人[104]采用了多弧離子鍍方法制備了CrN/TiAlN 納米多層膜，對薄膜的組織結(jié)構(gòu)及耐蝕性機理進行了研究。CrN/TiAlN 納米多層膜的組織致密均勻，且呈現(xiàn)共格外延生長。此外，CrN 層和TiAlN 層的交錯沉積改善了涂層內(nèi)部的缺陷，使得該納米多層膜具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。Liu 等[105]采用磁過濾電弧離子鍍的方法制備了CrN/TiAlN 納米多層復(fù)合涂層，并利用MEVVA離子源不斷向硬質(zhì)合金基底表面注入不同劑量的Nb離子。隨著Nb 離子含量的增加，CrN/TiAlN 納米復(fù)合涂層的表面形成無定形表層、納米復(fù)合過渡層和納米晶結(jié)構(gòu)，這種基底預(yù)處理的過渡設(shè)計使得納米多層涂層的摩擦學(xué)性能和力學(xué)性能均不斷增強。Abdullah等[106-107]利用多弧離子鍍技術(shù)在不銹鋼基體上沉積了Cr/CrN/CrCN/ZrN 多層涂層，并探究了其力學(xué)性能。CrN、CrCN 具有較好的耐磨性，而ZrN 硬度較好，具有優(yōu)異的抗腐蝕性和生物相容性。因此，Cr/CrN/CrCN/ZrN 多層涂層的摩擦系數(shù)較低，具有較好的耐腐蝕性能，可明顯提高基體的硬度值（維氏硬度可達370HV）。Meng 等人[108]用同樣的方法制備了TiN/TiCrN/CrN 多元多層復(fù)合膜，并對其性能進行了研究，該復(fù)合膜層與層之間具有明顯的分界層，膜層的相結(jié)構(gòu)組成中存在Cr、TiN 和Cr2N 相，增大Cr 靶電流可改善膜層的表面質(zhì)量。Ti/Cr 靶電流比和偏壓可影響膜層的硬度，當電流比接近1∶1 時，復(fù)合膜的顯微硬度可達最大值（2536HV）。此外，Cr 元素的加入和多層結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，可細化晶體晶粒，降低膜層內(nèi)應(yīng)力，進而提高膜-基結(jié)合力（結(jié)合力最高為65 N）。超晶格結(jié)構(gòu)設(shè)計、共格界面強化可顯著提高薄膜的硬度等力學(xué)性能，進而提升其摩擦學(xué)性能。

4 結(jié)語

多元復(fù)合、多層結(jié)構(gòu)設(shè)計及多元多層復(fù)合設(shè)計可顯著改善CrN 薄膜的性能。CrN 基多元復(fù)合薄膜、多元多層復(fù)合薄膜優(yōu)異的力學(xué)性能、較高的耐磨損和耐腐蝕性能使其成為改善材料表面性能及提高材料表面防護能力的有效途徑。然而，隨著應(yīng)用工況的復(fù)雜多變性、服役環(huán)境的苛刻性和服役工況的穩(wěn)定性等要求越來越高，CrN 基硬質(zhì)薄膜將繼續(xù)朝著多元復(fù)合化、納米多層化及超晶格等方向發(fā)展，其制備技術(shù)也將更加多元復(fù)合化。另一方面，多元多層復(fù)合薄膜作為表面改性的有效手段，未來仍需要更多關(guān)注多元多層復(fù)合薄膜的腐蝕機理、磨損失效機制、熱失效機制等機理性研究，從而進一步提高其耐腐蝕和耐磨損性能。隨著CrN 基復(fù)合薄膜綜合性能的不斷提升及對其認識的不斷深入，其應(yīng)用領(lǐng)域也將更加多元化、廣泛化。