TiN等金属氮化物薄膜因其良好的耐磨性和耐蚀性已在刀具和模具的表面处理领域取得了广泛应用，但随着高速精密加工技术的发展，尤其是高速干切削领域的快速进步，均需要进一步降低金属氮化物薄膜的摩擦系数以延长镀膜产品的使用寿命，因此同时获得具有高硬度和低摩擦系数的金属氮化物薄膜成为了当前研究的热点内容之一。Mo的氮化物薄膜在摩擦过程中能够原位形成具有润滑作用的Magnéli相氧化物可降低摩擦系数，因此通过对含Mo的多组元氮化物薄膜的研究，将为制备出兼具高硬度和低摩擦系数的金属氮化硬质薄膜提供依据与参考。本文采用多靶磁控溅射技术制备了Mo2N薄膜以及Mo2N基多组元纳米多层氮化物薄膜，对比研究了薄膜的成分和结构的改变对薄膜性能的影响规律，分析和讨论了薄膜的硬化机制、氧化机制以及摩擦磨损机制，揭示了Mo2N基多组元纳米多层氮化物薄膜的硬度、H/E值以及氧化行为等与薄膜摩擦学特性之间的关联性，并最终设计和制备了综合性能较好的CrAlTiN/Mo2N纳米多层复合薄膜。　　研究表明，通过反应溅射制备的Mo的氮化物薄膜主要是由面心立方结构的Mo2N相构成，Mo2N薄膜的沉积速率是TiN薄膜的3~4倍，其硬度随N含量的增加而减小，薄膜硬度的变化同本征硬化机制有关。Mo2N薄膜的摩擦系数低于TiN薄膜的摩擦系数，其比磨损率仅为TiN薄膜比磨损率的1/10，Mo2N薄膜比TiN薄膜具有更好的耐磨性。　　对TiN/Mo2N和TiMoN/Si3N4纳米多层膜结构和性能的研究表明：Mo2N基氮化物薄膜的摩擦系数同薄膜的H和H/E值有关。由面心立方的TiN和Mo2N相构成的TiN/Mo2N纳米多层膜具有超晶格结构，TiN层和Mo2N层之间形成了清晰平直的相界面，存在于两者之间的交变应力场使薄膜表现出了超硬性，硬度最大值可达到41GPa，薄膜的摩擦系数随着调制周期的减小而减小，比Mo2N薄膜的摩擦系数有进一步的降低。当TiMoN/Si3N4纳米多层膜中Si3N4层是晶态时，薄膜是由有面心立方TiN、Mo2N和Si3N4相构成的，薄膜的硬度和摩擦系数随 Si3N4层厚度的增加无明显变化；但当 Si3N4层转变为非晶态后，薄膜形成了非晶Si3N4层和纳米晶TiMoN层交替分布的结构，此时Si3N4层厚度的增加导致了薄膜硬度的减小以及摩擦系数的升高。通过提高薄膜的H和H/E值，可以进一步提高Mo2N基多组元氮化物薄膜的耐磨性。　　此外，对具有不同AlN层厚度的AlN/Mo2N纳米多层膜的研究结果表明：Mo2N基氮化物薄膜的摩擦系数还同薄膜的抗氧化性有关。AlN/Mo2N薄膜的抗氧化性随AlN层厚度的增加而增加，比Mo2N薄膜有明显的提高，AlN/Mo2N薄膜抗氧化性的提高一方面同氧化过程中薄膜表面形成致密的Al2O3层有关：另一方面同 AlN层厚度增加导致的充当氧原子扩散通道的柱状晶的晶界密度减少有关。AlN/Mo2N薄膜抗氧化性的提高促进了氧化过程中Mo的Magnéli相氧化物的形成，从而导致了AlN/Mo2N薄膜的摩擦系数的降低。　　在将Mo2N添加到CrAlTiN薄膜中所形成的CrAlTiN/Mo2N纳米多层膜中，Mo2N层沿CrAlTiN层外延生长形成超晶格结构，随着Mo2N层厚度的增加，CrAlTiN/Mo2N薄膜出现沿（200）面择优生长的趋势。随着Mo2N层厚度的增加，CrAlTiN/Mo2N薄膜的硬度有明显的增加，薄膜硬度的增加同Mo2N本身的高硬度及Mo2N层同CrAlTiN层形成的相界面对位错穿越相界面滑移运动的阻碍作用有关。同时，Mo2N层厚度的增加导致了在摩擦磨损过程中形成的具有润滑效果的Mo的氧化物增加，使CrAlTiN/Mo2N薄膜的摩擦系数出现了明显的降低，CrAlTiN/Mo2N薄膜同时具备了高硬度与低摩擦系数。