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类金刚石薄膜具有优异的力学性能、摩擦学性能及化学惰性,在工业和医学等领域有巨大的应用前景。制备工艺对类金刚石薄膜性能影响很大,尤其是薄膜与基体的结合力,薄膜容易从基体剥落导致类金刚石薄膜在应用方面受到很大限制。掺杂元素可以有效改善薄膜与基体的结合性,是类金刚石薄膜能否广泛应用的关键核心。因此,探索合理的制备工艺成为重点。本文采用离子源辅助直流磁控溅射和离子源辅助射频磁控溅射方法,制备了不同铜含量的类金刚石薄膜,不同锆含量的类金刚石薄膜,不同氮含量的类金刚石薄膜,并对薄膜的成分和结构、力学性能、摩擦学性能及耐腐蚀性能进行分析。综合本文测试分析结果,可以得出如下结论:（1）对于不同铜含量掺杂的类金刚石薄膜,随着掺杂铜电流增大,类金刚石薄膜中铜含量增加,薄膜的厚度和沉积速率变化不大。随着铜含量增大,薄膜中ID/IG先减小后增大,sp3含量先增大后减小。受到sp3含量影响,薄膜硬度和弹性模量先增大后减小。薄膜的结合力随着铜含量的增加先增大后减小。薄膜的摩擦系数和表面粗糙度随着铜含量的增大而逐渐减小,受到硬度和弹性模量的影响,薄膜磨损率先增大后减小。铜含量的增加不利于类金刚石薄膜耐腐蚀性。综合来说,铜含量为4.6at%时,薄膜膜/基结合力最大,硬度和弹性模量较高,薄膜摩擦系数和磨损率均较低。（2）对于锆掺杂类金刚石薄膜,随着掺杂锆功率增大,锆含量线性增加。随着锆功率增大,锆掺杂类金刚石薄膜厚度和沉积速率先增大后保持稳定。锆含量从4.9at%增加至16.3at%时,ID/IG逐渐增大,薄膜中sp3含量逐渐减小,硬度从16.2GPa逐渐下降至10.1GPa;Zr含量继续增大,ID/IG逐渐减小,薄膜硬度增大至15.0GPa。锆掺杂类金刚石薄膜的摩擦系数比不锈钢基体摩擦系数小,磨损率低,锆掺杂类金刚石薄膜最小摩擦系数为0.07。锆含量从4.9 at%增大至16.3at%,ID/IG逐渐增大,薄膜中sp3含量减少,类金刚石薄膜致密度降低,耐腐蚀性减弱;随着锆含量增大,ID/IG减小,sp3含量增加,类金刚石膜耐腐蚀性能增强。掺杂锆在一定范围内,类金刚石薄膜耐腐蚀性比不锈钢基体强。（3）对于氮掺杂的类金刚石薄膜,随着N2气流量增加,类金刚石薄膜中氮含量逐渐增加,氮掺杂类金刚石薄膜厚度和沉积速率逐渐增大。受内应力影响,随着氮含量增大,薄膜的膜/基结合强度逐渐变弱。氮含量增加,薄膜中ID/IG先减小后增大,sp3含量先增大后减小,导致薄膜维氏硬度先增大后减小。薄膜的摩擦系数随着氮含量先增大后逐渐减小,磨损率先增大后减小。随着氮含量增加,薄膜的耐腐蚀性先增强后变弱,适当的氮含量增加有利于提高薄膜的耐腐蚀性能。