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摘要本研究利用封閉式非平衡磁控濺鍍系統發展應用於工業的氮化鉻鎢、氮化鈦鎢及碳化鉻鎢奈米多層鍍膜技術。論文中探討鎢元素、微晶大小、表面粗糙度及調變週期對氮化鉻、氮化鈦及碳化鉻鍍膜，奈米結構及奈米機械性質的影響。使用奈米壓痕及奈米磨耗試驗研究奈米多層鍍膜的機械及磨潤性質。利用原子力顯微鏡、掃瞄式電子顯微鏡、穿透式電子顯微鏡及X光繞射儀研究奈米多層膜的微觀結構。最後,利用車削及印刷電路板微鑽削實驗分析氮化鉻鎢、氮化鈦鎢及碳化鉻鎢鍍膜的切削性能。實驗結果顯示，添加3~8at.%的鎢元素於氮化鉻鍍膜內，對其硬度值有顯著的影響。鎢含量6at.%的Cr-W0.06-N鍍膜具有最高的硬度值67.2GPa。但進一步添加鎢含量至16at.%，硬度反而下降至36GPa。隨著鎢含量的提升，氮化鈦鎢鍍膜硬度也隨之增加。鎢含量14at.%的Ti-W0.14-N鍍膜具有最高的硬度值46.3GPa。添加12~15at.%的鎢元素於碳化鉻鎢鍍膜內，對其硬度值並無顯著影響。奈米磨耗試驗中，Cr-W0.06-N和Ti-W0.14-N分別為氮化鉻鎢、氮化鈦鎢鍍膜中，具有最佳的耐磨耗性質的鍍膜。而60V2鍍膜為碳化鉻鎢中，具有最低摩擦係數及磨耗深度鍍膜。H/E參數值(材料破壞前的彈性應變)越高，鍍膜的磨耗深度越淺。因此H/E參數較單獨使用硬度值更能準確判斷鍍膜的抗磨耗性。隨著鎢含量的增加，氮化鉻鎢、氮化鈦鎢的微結構可分為三種類型。第一種具有奈米結晶或非晶態結構且其表面形貌相當細緻，如Cr-W0.03-N和Ti-W0.01-N鍍膜。第二種擁有緻密和纖細的柱狀晶結構而其表面形貌仍為細緻的結晶態。如Cr-W0.06-N,Cr-W0.08-N,Ti-W0.06-N和Ti-W0.14-N鍍膜。第三種為具有粗大柱狀結晶且表面形貌十分粗糙的鍍膜，如Cr-W0.13-N,Cr-W0.16-N,Ti-W0.29-N和Ti-W0.38-N鍍膜。碳化鉻鎢鍍膜則隨著甲烷流量增加，其微結構由緻密柱狀結晶發展成鬆散類非晶型態。而底材偏壓對碳化鉻鎢鍍膜微結構並無顯著影響。40V2,60v2和80V2鍍膜皆為緻密且發展良好的柱狀晶結構隨著鎢含量的提升，氮化鉻鎢、氮化鈦鎢及碳化鉻鎢鍍膜的微晶大小也隨之增大。氮化鉻鎢、氮化鈦鎢及碳化鉻鎢鍍膜的表面粗糙度，隨著微晶大小的增大而顯著提升。在奈米磨耗試驗中，表面粗糙度和氮化鉻鎢、氮化鈦鎢及碳化鉻鎢鍍膜的磨耗行為有強烈的關連性。隨著表面粗糙度的增加，摩擦係數及磨耗深度亦隨之明顯變大。隨著多層膜調變週期的增加，氮化鉻鎢和氮化鈦鎢鍍膜的微晶大小也隨之明顯變大，而碳化鉻鎢鍍膜則略微增大。車削及印刷電路板微鑽削實驗中，Cr-W0.06-N,Ti-W0.14-N和60V2鍍膜分別為氮化鉻鎢、氮化鈦鎢及碳化鉻鎢鍍膜中具有最佳抗磨耗能力的鍍膜。在印刷電路板實驗鑽孔數為兩萬孔的情況下，60V2是所有奈米多層鍍膜中具有最小刀角磨耗的鍍膜。關鍵字:奈米多層膜;奈米機械性質;摩擦;磨耗