在较宽温度范围内（宽温域）具有并保持低摩擦系数和高耐磨性一直是摩擦学领域急需解决的难题,也是许多高端技术领域关键装备发展的技术瓶颈。合理运用多种润滑相的协同润滑效应是目前实现宽温域润滑的有效方法之一。由于润滑相均具有较低的剪切强度,添加或生成含量过少时无法实现有效润滑,添加或生成含量过多时则会导致力学性能显著下降,磨损加剧。本文基于材料组元、润滑相复配及纳米结构等设计理念,采用磁控溅射技术制备WCN、WSiN、TiN/W₂N及TiAgN/W₂N宽温域润滑耐磨氮化钨基涂层,研究了摩擦面材料及氧化表面物理化学行为演变,揭示了氮化钨基涂层宽温域自适应调节机制。首先,通过在W₂N中添加C（0¹9.2 at.%）制备WCN涂层,改善W₂N的低温润滑。研究了涂层的力学性能、室温摩擦磨损性能和高温氧化行为。研究结果表明C的加入可使W₂N形成WCN固溶体,且增加了形核点致使晶粒细化,显著增大了涂层的硬度和抗弹/塑性变形能力。C的加入也可形成具有减摩作用的非晶石墨相和CN_x,降低了涂层的摩擦系数。当C加入量为14.8 at.%时,WCN涂层综合性能最优,其硬度（36.7 GPa）较W₂N涂层（28.0 GPa）增大了31.0%,摩擦系数降低了25.0%,涂层耐磨性提高了50.0%。涂层磨损形式主要为粘着磨损,含部分磨粒磨损。14.8 at.%的C加入并未破坏涂层柱状结构,形成了共价固溶体,导致键能增加,且生成的非晶相可有效填充柱状间隙,使涂层致密,其氧化成CO₂,可消耗+阻挡氧扩散,最终体现为涂层的抗氧化性能提升。其次,通过在W₂N中添加Si（0²7.7 at.%）制备WSiN涂层,拓宽W₂N的高温润滑适用温域。研究了涂层的力学性能、室温摩擦磨损性能和高温氧化行为。研究结果表明Si的加入可显著提高涂层的力学性能和改善涂层的室温摩擦磨损性能,也可提升涂层的抗氧化性能。当Si加入量为13.4 at.%时,WSiN涂层综合性能最优,其硬度（37.0 GPa）较W₂N涂层增大了32.0%,摩擦系数降低了25.0%,涂层耐磨性提高了66.7%。涂层磨损形式主要为粘着磨损,含部分磨粒磨损。Si的加入形成了固溶体,导致键能增加,且生成的网络状Si₃N₄可阻碍氧扩散,其氧化后可形成致密的WO₃+SiO₂氧扩散阻挡层,均可提高涂层的抗氧化性能,即拓宽了涂层的适用环境温度。再次,基于多层纳微观结构设计理念,通过固定调制比1:1,分别以TiN和W₂N为调制层制备TiN/W₂N多层涂层,改善W₂N的宽温域耐磨性。研究了多层涂层的力学性能、宽温域摩擦磨损性能和高温氧化行为。研究结果表明TiN/W₂N多层涂层（调制周期为2⁷ nm）的硬度（27.5²8.1 GPa）约介于TiN（26.7 GPa）和W₂N之间,随着调制周期的增加,多层涂层的硬度逐渐降低。在室温（25℃）下,TiN/W₂N多层涂层的摩擦系数为0.50,介于TiN（0.55）和W₂N（0.38）之间;而磨损率为3.2×10^-66 mm³·N^-1mm^-1,分别为TiN的1/4和W₂N的1/3。在300℃下,TiN/W₂N多层涂层的摩擦系数为0.46,介于TiN（0.51）和W₂N（0.35）之间;而磨损率为4.5×10^-66 mm³·N^-1mm^-1,分别约为TiN的1/3和W₂N的1/2。在500℃下,TiN/W₂N多层涂层的摩擦系数为0.43,介于TiN（0.49）和W₂N（0.32）之间;而磨损率为5.2×10^-6mm³·N^-1mm^-1,分别约为TiN的2/5和W₂N的1/2。TiN/W₂N多层涂层中的层-层界面可以改变裂纹方向,限制裂纹扩展,进而提高涂层的抗磨损失效能力。随着调制周期的增大,TiN（W₂N）调制层柱状晶粒尺寸变大且晶间间隙变大,进而加剧涂层表面氧化。最后,在TiN/W₂N多层涂层基础上,通过在TiN中添加Ag制备TiAgN/W₂N多层涂层,改善W₂N的宽温域润滑。研究了多层涂层的力学性能、宽温域摩擦磨损性能和高温氧化行为。研究结果表明TiAgN/W₂N多层涂层（调制周期为2⁷nm）的硬度（24.2²7.6 GPa）介于TiAgN（4.0 GPa）和W₂N之间,随着调制周期的增加,多层涂层的硬度逐渐降低。在25℃下,TiAgN/W₂N多层涂层的摩擦系数为0.35⁰.38,优于TiAgN（0.4）和W₂N;而磨损率为（4.4⁴.8）×10^-6mm³·N^-1mm^-1,分别为TiAgN的1/5和W₂N的1/2。在300℃下,TiAgN/W₂N多层涂层的摩擦系数为0.31⁰.33,优于TiAgN（0.33）和W₂N;而磨损率为（5.8⁶.5）×10^-6mm³·N^-1mm^-1,分别为TiAgN的1/4和W₂N的2/3。在500℃下,TiAgN/W₂N多层涂层的摩擦系数为0.26⁰.27,优于TiAgN（0.28）和W₂N;而磨损率为（6.7⁷.6）×10^-66 mm³·N^-1mm^-1,分别为TiAgN的1/5和W₂N的3/5。摩擦时形成的TiO₂、WO₃和AgWO₄剪切强度较低,可有效降低摩擦系数。TiAgN/W₂N多层涂层中的层-层界面可以改变裂纹方向,限制裂纹扩展,进而提高涂层的抗磨损失效能力。随着调制周期的增大,疏松的调制层（TiAgN）厚度变大,W₂N调制层柱状晶粒尺寸变大且晶间间隙变大,进而加剧涂层表面氧化。综上研究结果所述,本论文采用多靶磁控共溅射技术,通过调制溅射周期设计多层纳微观结构,借助石墨或Ag的低温润滑、Si氧化产物的高温稳定性、摩擦氧化相的高温润滑进行组分复配,为有效解决宽温域润滑耐磨问题提供了一种技术方案。