金刚石膜是一种不可多得的多功能材料，被广泛应用于光电子、航空航天、机械加工等多个领域。但金刚石膜在制各过程中易开裂破坏成为制备金刚石膜的难题。本文以直流等离子体喷射法制备大面积金刚石膜为研究对象，按其制备的技术路线，分别对磁控直流等离子体炬、炬外部沉积腔以及膜/基系统三个紧密相连的部分建立相对应的模型，用FLUENT软件及有限元软件模拟所包含的多个耦合物理场，得到了膜/基系统真实的温度条件及冷却到室温时膜内的残余应力，然后对影响金刚石膜开裂的工艺参数进行优化分析研究。　　主要的研究工作如下:　　1.以磁控直流等离子体炬为研究对象，应用二次开发的FLUENT软件对其进行数值模拟，得到炬内等离子体温度场与速度场，以及炬出口等离子体真实的温度与速度分布。　　2.以等离子体炬与炬外沉积腔整体为研究对象，模拟得到等离子体射流的流动与传热特性，以及沉积台上金刚石膜上表面温度沿径向的分布。　　3.以膜/基系统为研究对象，将上述所获得的金刚石膜上表面的非均匀温度场作为初始边界条件，应用ANSYS软件对其模拟分析，得出膜/基系统的温度场分布以及金刚石膜的热残余应力场的分布，并对金刚石膜开裂破坏的原因进行分析。　　4.对影响金刚石膜开裂破坏的工艺参数进行研究，分析得出影响金刚石膜开裂破坏的主要因素，对于合理控制金刚石膜的残余应力、提高成品率具有重要的意义。　　5.对磁控直流等离子体炬进行三维数值模拟，首先建立了三维的多场耦合模型，应用FLUENT软件进行模拟，得出等离子体在炬内的多耦合场的分布及炬出口温度与速度分布。结果表明，炬内多耦合场具有明显的三维特征。