针对非本征硬质薄膜材料，研究人员基于界面工程调控策略，从材料微观结构设计的角度出发，在材料中引入大量界面阻碍材料中位错的运动，实现材料硬度大幅提升。然而高硬度伴随的高脆性成为此类材料可靠服役的安全隐患。
        我们围绕纳米序构设计调控策略，提出利用“高负混合焓+高晶格畸变”诱导局域无序团簇的原子尺度剪裁策略，将结构拓扑有序的过渡族金属高熵合金裁剪为由亚纳米尺度次晶为结构单元的新型高熵次晶结构，硬度和压缩强度分别提高100%和69.2%的同时，极限塑性变形量大幅提高，为强韧一体化的硬质薄膜材料设计提供了全新的设计思路[Nature Commun. 14, 775 (2023)]；接下来进一步基于焓差调控的策略，通过引入Pt元素诱导自旋分解，在难熔高熵合金薄膜中构建无界面纳米多层结构，显著提高了高熵合金薄膜硬度[Acta Mater. 267, 119729 (2024)]；接下来，通过磁控溅射共沉积技术自下而上生长了一种贯穿的，由非晶硼框架加固的“类竹状”纳米柱状铜薄膜材料，该结构薄膜材料的压痕硬度达到了10.8 GPa，同时保持优异的强度和延展性（失效应变超过50%）[Nature Commun. 14, 4836 (2023)]；最后，介绍孪晶面密度高达9.0 × 10¹⁵ m^-2，孪晶晶粒体积分数约为52%的CrN薄膜（NT-CrN），高密度纳米孪晶的引入，实现了高硬度与室温塑性并存。
        该系列工作通过构建纳米次晶序构，无界面纳米多层结构、“类竹状结构”及高密度孪晶结构等设计等方法实现了薄膜材料硬度、强度与韧性的兼得，为强韧化结构薄膜材料的微结构设计与制备提供了新的见解和思路。
 

薄膜材料,微结构设计,强韧化