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纳米结构多层膜具有特殊的熔点降低效应，将其应用于温度敏感材料（例如钛合金和不锈钢）的连接具有明显优势，是国内外钎焊领域研究的前沿课题。研究纳米多层膜钎料高温下的熔化特性、微结构的演化规律及动态润湿性能够为纳米多层膜的界面设计，制备工艺的优化以及钎焊性能的改进提供有用的指导。 本文对不互溶体系Cu/W和Ag-Cu/W两种纳米结构多层膜进行了界面设计、制备和表征，并对其熔点降低效应进行了详细的热力学分析，研究了Ag-Cu/W纳米多层膜在不锈钢表面的润湿特性。应用这两种纳米多层膜作为钎料，对304不锈钢与Ti-6A1-4V钛合金进行了真空钎焊，研究了钎焊工艺参数对钎焊接头组织和性能的影响。研究结果如下: (1)通过磁控溅射法制备的Ag-Cu/W和Cu/W纳米多层膜表面纳米晶颗粒均匀、界面结构清晰。制备Ag/Cu比例1.5∶1的纳米多层膜的最优的工艺参数为:Cu功率18W，Ag功率22W，氩气流量15sccm，靶基距19cm;组元材料周期性变化明显，各层互相交替、平整性良好。通过透射电镜分析，Ag-Cu/W纳米多层膜是典型的多晶结构，有部分晶粒生长穿过晶界产生共格生长;Ag-Cu层和W层间有一小的成分混合区。 (2)通过纳米多层膜的成分和结构设计，可以使得Cu/W纳米多层膜体系的熔点降低约100℃，Ag-Cu/W纳米多层膜体系（Ag/Cu原子比例1.5∶1）的熔点降低约170℃。Ag-Cu/W纳米多层膜钎料在304不锈钢基体上的润湿面积随着Cu元素比例的升高而增大。Ag-Cu/W纳米多层膜钎料加热后的微结构演变行为是，Cu元素从层间析出，在表面形成大液滴，同时纳米结构坍塌，部分Cu元素扩散进了钎焊母材中，形成接头。 (3)基于对纳米多层膜钎料熔点的研究，选择了钎焊温度700℃-950℃。采用Cu/W纳米多层膜和Ag-Cu/W纳米多层膜两种钎料进行真空钎焊，钎焊温度、施加压力和保温时间对接头剪切强度具有显著影响。Cu/W纳米多层膜钎料钎焊304不锈钢，在900℃，20MPa时接头剪切强度最大，为181.1MPa。Ag-Cu/W纳米多层膜钎料钎焊304不锈钢，在950℃，20MPa，保温30min时接头剪切强度最大，为88.2MPa。钎缝中心处硬度达到最大值。不锈钢钎焊接头呈现韧性断裂的特征，而不锈钢与钛合金钎焊接头呈现韧脆性混合断裂或脆性断裂特征。采用四探针法测试了钎焊接头的电阻值，接头剪切强度和电阻值成负相关关系，两者吻合较好。