ta-C薄膜具有许多优良的性能,集石墨与金刚石众多优点于一身,如耐磨损性能好、硬度高、化学稳定性好、以及良好的生物相容性,应用领域广泛。ta-C与基体高速钢之间有着较大的结构成分差异,在沉积薄膜时会积累很大的内应力,膜基结合力下降,且ta-C电阻率大,导致沉积速率低。本研究为了提高薄膜附着力,设计了Cr/CrC过渡层结构,为增大靶材离化率提高沉积速率,使用了课题组自研的高脉冲电源进行沉积薄膜,该电源脉冲峰值电流最高可达1000A。通过调节脉冲频率、脉冲宽度、气压和氮气流量等参数研究了石墨靶材放电特性和等离子体光谱特性。在不同偏压、气压和峰值电流下制备了ta-C薄膜,在ta-C中进行N掺杂,可以降低内应力,提高附着力,增加耐腐蚀性能,本文在不同氮气流量下制备了ta-C:N薄膜并研究了其结构与性能。放电及光谱研究表明,在纯氩气条件下,脉宽一定,随着频率的增大,峰值电流减小,基体偏流减小,C（1+）/Ar（1+）不断减小;频率一定,随着脉宽的增大,峰值电流减小,基体偏流减小,C（1+）/Ar（1+）先减小后增加;随着气压的增大,基体偏流逐渐减小,C（1+）/Ar（1+）不断减小。在氮气氩气混合气体条件下,随着峰值电流的增加,基体偏流变大,C（1+）和N₂（1+）都增多。高的峰值电流可以显著增加石墨和氮气的离化率,且靶材不易毒化,随着氮气流量的增加,C（1+）减少,N₂（1+）增多,基体偏流减小。薄膜的结构性能分析表明,在偏压为-80V时,ta-C薄膜的大颗粒数最少,表面最干净。随着气压的增大,表面大颗粒数逐渐减少,随着氮气流量的增加,ta-C:N表面大颗粒数量减少。ta-C沉积速率随着偏压的增大而增大,随着气压的增加而减小,随着峰值电流的增大,沉积速率先增加后下降。峰值电流为600A时沉积速率最快,达到7.2nm/min;ta-C:N的沉积速率随氮气流量的增加而减小。随着偏压的增大,ta-C薄膜中sp³键含量先增加后降低,-80V时最大,随着气压的增加,ta-C薄膜中sp³键含量逐渐降低;sp³键含量随着峰值电流的增大先增加后减小,600A时最大,随着氮气流量的增加,所制备的ta-C薄膜含氮量逐渐增加,且sp³键含量逐渐降低。所制备薄膜硬度的变化与sp³键含量变化一致,在气压为0.03Pa时,硬度达到最大49.2GPa,掺氮后薄膜的硬度显著降低,且随着氮含量的增多,硬度逐渐降低。耐蚀性测试表明:ta-C的耐蚀性好于基体,且掺氮后薄膜耐蚀性大幅提高。