中文摘要：

为了在铝合金表面制备结合力高、耐磨性好的类碳涂层，探讨类碳薄膜的组织结构对膜基结合力和耐磨性的影响机理，本项目采用等离子浸没离子注入及氮化技术对铝合金及钴合金进行氮化处理，提高基体材料的硬度及强度，为进一步沉积类碳梯度复合薄膜奠定基础。同时本项目制备了具有不同成分、结构的类碳薄膜，通过对类碳薄膜结合力、硬度、耐磨性的研究，优化出具有良好机械性能的类碳薄膜。为了提高类碳薄膜和基体材料的结合力，本项目研究了不同的过渡层化学键合过渡对薄膜结合力的影响，研究结果表明，氮化物层、Ti过渡层、Si过渡层及Ti/TiN过渡层均能够有效提高类碳薄膜与基体材料的结合。采用高硬度、高应力、高sp3含量类碳薄膜层和低硬度应力释放层交替沉积的方式制备类碳多层薄膜，这种软硬交替的多层薄膜可以有效释放应力，同时多层薄膜还能够保持高硬度，得到高硬度、低应力、低摩擦系数、性能稳定的类碳多层薄膜，通过有限元模拟优化了多层薄膜的应力控制。类碳多层薄膜在磨损过程中，高硬度的sp3键向sp2键合状态转变，起到减磨、润滑的作用。针对类碳薄膜的应用，本项目在环形及条状零件上制备了结合良好、耐磨的类碳薄膜。