2.1.1  基体选择 12

2.1.2  预处理 12

2.2  类金刚石薄膜的制备 12

2.3  分析方法及原理 13

2.3.1  扫描电镜 13

2.3.2  X射线衍射仪 13

2.3.3  球磨法 13

2.3.4  纳米压痕技术 14

2.3.5  洛氏硬度 14

2.3.6  摩擦磨损仪 15

2.3.7  三维轮廓仪 15

2.3.8  电化学腐蚀 15

第三章 实验结果及分析 16

3.1  类金刚石薄膜的表征 16

3.1.1  类金刚石薄膜的表面形貌 16

3.1.2  类金刚石薄膜的厚度及截面成分分布 16

3.1.3  类金刚石薄膜的相成分和晶体结构 18

3.2  类金刚石薄膜的力学性能 19

3.2.1  类金刚石薄膜的硬度和弹性模量 19

3.2.2  类金刚石薄膜的膜基结合力 19

3.3  类金刚石薄膜的摩擦磨损性能 20

3.3.1  类金刚石薄膜的摩擦系数与距离关系 20

3.3.2  类金刚石薄膜磨损后的形貌 21

3.4  类金刚石薄膜的电化学腐蚀 22

结 论 24

致 谢 25

参考文献 26 

第一章 绪论

1.1  类金刚石薄膜概述

类金刚石薄膜（diamond-like carbon）简称DLC薄膜，是一种非晶态碳膜。因其有类似金刚石并且有特殊的摩擦学性质得名。类金刚石薄膜主要是由碳的3种同素异形体构成，即无定形碳（sp1）、石墨（sp2）、金刚石（sp3）。类金刚石薄膜中主要以sp2和sp3的杂化共价键为主。正因为有着和金刚石相似的物理化学和机械性能，如高硬度、高弹性模量、优良的耐磨性、低摩擦因数和化学惰性等。

因为类金刚石薄膜的优异性能，使其能够胜任一些切削有色金属的刀头镀层，并在一些机械机构作为关键不见得减磨镀层等等。这些使用价值和材料科学的魅力，驱使着科研人员对类金刚石薄膜进一步的研究和发展。

1.1.1  类金刚石薄膜的研究

1971年Aisenberg和Chabot首先报道了他们以碳弧源粒子束沉积技术在室温条件下获得了一种物理化学性能接近或类似于金刚石的微晶区，他们称这种硬质碳膜为类金刚石碳（DLC）膜[1]。随着研究的深入，人们对类金刚石薄膜的认知越来越充分，对其沉积面积大，沉积温度低、沉积速度快、沉积表面光滑平整均匀性好并可以在金属或非金属材料上进行沉积等优良性质所吸引。优良的力学、热力学、电学和光学等特性使其在工业生产中得到广泛应用。

1.1.2  类金刚石薄膜的研究现状与发展