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类金刚石薄膜(DLC)由于易于制备，各种性能接近金刚石薄膜而被广泛研究应用，但由于类金刚石薄膜中存在较大的内应力而影响其进一步发展应用。本课题的主要研究内容是通过磁过滤真空阴极弧技术制备多层梯度类金刚石膜来降低薄膜的内应力，通过各种实验方法研究了不同衬底偏压和不同亚层厚度对多层梯度DLC膜的影响，并与相同厚度的单层DLC膜和多层DLC薄膜进行比较，分析多层梯度DLC薄膜的结构和各种性能随衬底偏压和亚层厚度的变化。 本课题采用磁过滤真空阴极弧(FCVA)设备在磁头表面和单晶硅片表面沉积厚度为50nm的多层梯度DLC薄膜，通过改变衬底偏压来获得各亚层成分不同的多层梯度DLC薄膜。并通过改变沉积时间来获得不同亚层厚度的多层梯度DLC薄膜。 文章采用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对DLC薄膜表面相貌和粗糙度进行了观察分析，结果表明多层梯度DLC膜的表面光滑、均匀，没有脱落现象，说明薄膜与衬底材料结合良好；薄膜具有很低的粗糙度，粗糙度RMS在0.1-0.2nm之间。 利用拉曼光谱和X射线光电子能谱仪分析了DLC薄膜的物理结构和化学结构，着重分析了不同衬底偏压和不同亚层厚度对多层梯度DLC薄膜结构的影响。结果表明，施加较大偏压(偏压值从0V-100V变化)时沉积的多层梯度DLC薄膜具有较高的sp3含量，并且随最外层亚层膜厚度的增加，薄膜的sp3键含量增加。与施加衬底偏压100V时沉积的单层DLC膜的sp3键含量相当，说明多层梯度DLC膜具有较高的sp3含量。XPS分析了多层梯度DLC膜的成分和化学结构，并定量分析了薄膜中sp3键的含量，结果与Raman分析结果是一致的，多层梯度DLC膜的sp3键含量达到了80％，具有明显的金刚石结构。 采用光学表面轮廓仪分析了多层梯度DLC薄膜的内应力，较大偏压下沉积的多层梯度DLC膜的内应力为3GPa，而与此sp3含量相当的单层DLC膜的内应力高达5.2GPa，说明多层梯度DLC膜在没有减少sp3键含量的基础上有效的降低了薄膜的内应力。随最外层亚层膜厚度的增加，多层梯度DLC薄膜的内应力增加较大，所以当各亚层厚度比为1:1:1:1时综合性能最佳。偏压较小时沉积的多层梯度DLC虽具有较低的内应力，但sp3键含量也较低。另外，还对多层梯度DLC膜进行了硬度分析、表面能分析和光学性能分析，结果显示多层梯度DLC薄膜仍具有良好的机械性能、较低的表面能和良好的光学特性，薄膜仍具有较高的硬度值，硬度可达到58GPa，接触角测量仪测得的接触角为83°，椭圆偏振仪测得的多层梯度DLC薄膜的折射率为2.9，最外层硬层膜的厚度对薄膜的折射率影响不大。