碳膜具有良好的物理、化学性质,在近年来得到越来越广泛的关注。在金属材料表面包覆碳膜不但可以保持基体的特性,且能够使材料具有碳膜的性质和性能。目前,碳膜的制备方法主要有物理气相沉积法和化学气相沉积法。然而,这两种方法都普遍存在着沉积工艺复杂、沉积温度高等缺点。这导致膜和基体间有较大的热应力,碳膜容易脱落。因此,有必要寻找更为合适的碳膜沉积工艺,降低碳膜制备成本,提高碳膜质量,使其得到更为广泛的应用。本文以熔融盐为介质,碳酸盐为碳源,使用电化学方法在金属钛和340不锈钢基体上进行碳膜的沉积；在此基础上制备具有金属-氧-碳过渡层的碳膜；使用电化学测量技术对还原过程进行了研究；讨论了碳膜的生长过程,以及沉积电压、工作温度、碳酸盐根离子浓度等因素对碳膜沉积过程的影响。研究结果如下：在熔盐电化学沉积过程中,碳酸根离子被一步还原为碳原子；与金属电极相比,碳酸根离子在石墨电极上更容易被还原：析出碳与石墨相比具有更高的电化学活性,碳膜对覆盖的金属电极起到一定的保护作用,抑制其阳极溶解；碳酸根离子在Ti丝、氧化Ti丝和舢丝电极上的阴极析出电位基本相同；但Li+离子的析出电位会由于碳锂化合物和Li-AI合金的生成发生正移；随着工作温度和熔体中碳酸根离子浓度的增高,碳和碳锂化合物的析出电位都有一定的正向移动。通过对Ti和304不锈钢基体进行氧化、电脱氧和碳沉积,可以在其表面分别制备附有Ti-O-C和Cr-O-C过渡层的碳膜；碳膜是由连接紧密的微米尺寸的碳颗粒组成,其物相组成为石墨和无定形碳：过渡层实现了从基体到碳膜之间成分和结构上的过渡,有效增加了碳膜与基体之间的结合力。这种方法可以推广到其它可以与氧、碳形成固溶体的金属或合金上,制备附有金属-氧-碳过渡层的碳膜。在碳膜沉积过程中,碳颗粒逐层生长；每一层碳颗粒都是以下面一层为基体进行形核、长大；最后,在基体上形成了具有颗粒尺寸梯度变化的碳膜；沉积碳膜表面颗粒尺寸随基体单位面积上消耗的电量即碳的沉积量增加而增大。随着熔体中碳酸根离子浓度和工作温度的升高,碳在单位基体表面形核数量增加。基体的氧化和电脱氧过程分别增加了基体表面的宏观和微观粗糙度,利于碳在基体上形核,并增加碳膜和基体之间的结合强度,从而制备出均匀、连续的碳膜。