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类金刚石(Diamond-like Carbon,简称DLC)薄膜主要是由金刚石相的sp3杂化碳和石墨相的sp2杂化碳所组成的无定型碳膜。由于DLC薄膜具有低摩擦系数、高耐磨性、较好的化学惰性、优异的抗腐蚀性以及高光学透过率等优良性能,近年来在机械、光学和航天航空等领域DLC薄膜都得到了广泛的应用。但是,DLC膜由于极高的内应力,较差的韧性等缺陷使得其在实际应用中受到了极大的限制。因此,如何改善DLC薄膜的这些缺陷,一直是研究工作的热点。近年来科研人员发现,许多金属元素(如Cr、Ti、W、Ag和Cu)可以有效地改善DLC薄膜的高残余应力、热稳定性和延展性。针对上述DLC薄膜的缺陷,本文设计了采用双激发源真空阴极弧(脉冲阴极弧和直流阴极弧)蒸发技术,即利用脉冲阴极弧发生器蒸发石墨靶材,利用磁分离直流阴极弧蒸发金属靶材来制备单金属元素(Ti、Cr)掺杂DLC薄膜、双金属元素(Ni,Cr)共掺杂DLC薄膜以及利用Cr元素对DLC薄膜进行构筑过渡层三种实验方案,研究了上述方案对于DLC薄膜成分、结构和性能的影响。主要研究内容如下:(1)在n型100硅片及8K镜面304不锈钢基底上制备了相对原子百分比含量不同a-C:Ti薄膜。通过Raman光谱、XPS光谱、AES、EDS和AFM对薄膜的成分、结构以及表面形貌进行分析。采用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机测试薄膜的机械性能和摩擦学性能,并针对薄膜的润湿性能和抗腐蚀性能采用接触角及表面张力测量仪和电化学工作站进行了表征和分析。(2)在n型100硅片及8K镜面304不锈钢基底上制备了 a-C、a-C:Cr、Cr/a-C和Cr/a-C:Cr四种薄膜样品。通过Raman光谱仪分析薄膜的相结构、XPS分析薄膜的元素组成、AFM和SEM观察了薄膜的表面形貌。采用纳米压痕仪、摩擦磨损试验机分别测量了硬度和弹性模量、摩擦系数,并使用触角及表面张力测量仪和电化学工作站对薄膜的润湿性能和抗腐蚀性能进行了测试。(3)在n型100硅片及8K镜面304不锈钢基底上制备双金属(Ni,Cr)相对原子百分比含量不同的a-C:(Ni,Cr)薄膜,通过XPS光谱、Raman光谱、AFM分析了薄膜的成分,结构以及形貌,通过纳米压痕仪和摩擦磨损试验机对薄膜的机械性能做了表征和分析,并针对薄膜的润湿性能和抗腐蚀性能采用了接触角及表面张力测量仪和电化学工作站进行了评价。