氮化鎢薄膜（W2N薄膜）是一種典型的過渡金屬氮化物材料，具有優(yōu)異的熱力學(xué)性能，如高硬度，抗氧化，耐腐蝕，耐熱，良好的化學(xué)穩(wěn)定性和擴(kuò)散阻隔性能等，因而常用作硬質(zhì)塗層材料。
氮化鎢圖片
硬質(zhì)塗層是指具有一定厚度（一般爲(wèi)微米量級）、顯微硬度在20GPa以上的塗層，具有高硬度、低摩擦因數(shù)、良好的耐高溫和耐腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、模具製造、地質(zhì)鑽探、紡織工業(yè)及航空航天等領(lǐng)域。
普通硬質(zhì)塗層材料大多是過渡金屬與非金屬構(gòu)成的化合物、金屬間化合物等，主要包括氮化物（如氮化鎢、氮化鈦、氮化鉻、氮化鋯等）、硼化物、氧化物和碳化物塗層等。據(jù)悉，氮化鈦、氮化鉻和氮化鋯等物質(zhì)在極端環(huán)境下的磨損率較高，這意味著塗層的使用壽命較短。而與這些物質(zhì)相比，氮化鎢具有更高的硬度、較低的磨損率和更良好的化學(xué)穩(wěn)定性，因而更符合當(dāng)代社會對硬質(zhì)材料的要求。
硬質(zhì)合金塗層
爲(wèi)了進(jìn)一步提高氮化鎢薄膜的力學(xué)和摩擦學(xué)性能，研究者常向該薄膜中摻入軟相金屬Y、Au、Ag、Al和硬質(zhì)金屬Cr等。研究表明，采用射頻和直流共濺射的方法製備的金屬Y-Cr摻雜的W2N薄膜比未摻雜軟相金屬的薄膜擁有更高的硬度和彈性模量，更好的摩擦學(xué)性能；在摻雜功率爲(wèi)30W時，薄膜具有硬度最大值爲(wèi)23.71GPa，彈性模量爲(wèi)256.34GPa，，平均摩擦學(xué)係數(shù)也有所降低；在摻雜功率爲(wèi)20W時，薄膜具有最小的磨損率爲(wèi)2.062*10^-6mm3/Nmm。
