YG8硬质合金以其高硬度、优异的耐磨性和出色的抗冲击韧性而著称，在海洋工程和精密加工等关键领域具有重要应用[1][2]。然而，在高氯离子含量的海洋环境中或长时间摩擦接触下，它容易发生严重的腐蚀和磨损协同失效，从而显著缩短其使用寿命[3][4]。表面改性技术，尤其是物理气相沉积保护涂层，是提高其耐久性的主要方法[5]。其中，过渡金属氮化物（如TiN和CrN）因其良好的机械性能和耐腐蚀性而被广泛使用[6][7][8][9]。但在极端条件下，尤其是在高摩擦和强腐蚀介质的耦合环境中，这些涂层存在明显的缺点：硬度不足、摩擦系数较高以及被动膜脆弱，无法满足长期稳定运行的要求[10]。因此，迫切需要开发新型氮化物陶瓷以克服这些限制，满足极端摩擦腐蚀环境下的长期服役需求。
铼（Re）是一种稀有的难熔金属，也是高熵合金（HEAs）中提高热稳定性和机械性能的理想元素。由于其超高的熔点（3180°C）和优异的化学惰性[11][12][13]，它在表面工程中具有独特优势；这一特性也使其成为新兴高熵氮化物涂层（当前研究热点）的有希望的添加剂。氮化铼（ReNx）通过强Re-N共价键合，结合了氮化物的高强度和铼的化学稳定性，在极端摩擦腐蚀环境中表现出优于传统TiN/CrN涂层的性能（例如更低的磨损率和更强的耐腐蚀性），尽管其制备成本较高且沉积速率较低[14][15]。理论计算进一步证实，Re-N共价键具有较高的结合能，这解释了ReNx在原子层面的优异机械和化学稳定性[16][17]。现有研究表明，氮含量是控制过渡金属氮化物性能的关键参数[18]：例如，调节氮分压可以改变TiN的化学计量比，从而优化其晶格完整性和界面键合强度[19]。对于ReNx涂层，初步实验表明铼能够提升涂层材料和高熵材料的摩擦学和电化学性能[20][21][22]，但关于氮含量、缺陷密度与性能之间关系的系统理论研究仍有限，仅有少数DFT研究探讨了ReNx的晶体结构和缺陷能垒[23]。针对ReNx涂层的系统研究也十分匮乏。值得注意的是，氮含量不仅影响晶体结构演变，还通过调控缺陷密度来调节其机械性能、摩擦学行为和电化学稳定性。
尽管基于铼的材料在理论和初步实验数据上显示出优异性能，但作为YG8硬质合金定制保护涂层的应用仍存在关键空白。现有研究仅限于ReNx的基本结构表征和单一性能评估，尚未系统探讨氮含量对磁控溅射ReNx涂层相组成和微观结构的影响。此外，氮诱导的结构变化与综合性能（包括固溶强化带来的硬度提升、致密结构增强的耐腐蚀性以及铼氧化物实现的摩擦润滑作用）之间的机制尚不明确。针对YG8硬质合金的ReNx涂层的研究也很少，界面键合强度和协同摩擦腐蚀防护机制也尚未阐明。为填补这些空白，本研究通过磁控溅射技术制备了氮含量可调的ReNx涂层，系统研究了氮含量对相结构、微观形态和化学状态的影响，并阐明了结构与性能之间的关系，为设计高性能保护涂层奠定了理论基础，推动了基于铼的材料在极端环境工程中的应用。
