使用空间望远镜对高能射线进行观测是现代科学家们获取宇宙信息的重要手段,X射线聚焦型望远镜就是一种普遍应用的空间望远镜。2018年中国科学院启动了增强型X射线时变与偏振探测卫星(eXTP)背景型号项目,其中一个重要课题任务就是攻克X射线聚焦镜的加工技术。本文主要对X射线聚焦镜电铸复制工艺中的类金刚石碳(DLC)/Au镀膜工艺进行研究。与传统聚焦镜加工工艺相比,本研究增加DLC薄膜作为脱模过渡层,既提高了芯轴的表面质量,又改善了脱模效果。采用AFM、SEM、剥离拉力试验、摩擦磨损等手段测试了DLC与Au膜的性能;研究了氧等离子体刻蚀去除DLC过渡层的工艺;并通过有限元模拟分析了脱模过程中温度场与应力场变化规律;获得了完整的聚焦镜加工工艺流程,达到了X射线聚焦镜的研制目标。不同磁控溅射工艺参数下,Au膜在膜厚均匀性、表面粗糙度及膜-基结合力方面表现出较大的差异。靶-基距从150mm增大至200mm,膜厚均匀性逐渐提升;射频功率从100W升至400W,薄膜沉积速率提高,而表面粗糙度和膜厚不均匀性也随之增大;基体偏压从0V提高至300V,薄膜沉积速率降低,膜厚均匀性提升,DLC与Au之间的附着力增大,但Au膜表面粗糙度出现不均匀变化。经过超精密机械加工后的Ni-P合金表面沉积DLC薄膜,粗糙度可从4.77nm降至1nm以下。Ni-P合金镀层摩擦系数为0.805,极易发生磨损;表面沉积DLC薄膜不仅能降低摩擦系数至0.5以下,还能有效避免表层磨损。随着射频功率增大,DLC薄膜表面粗糙度降低、摩擦系数降低、抗磨损能力增强。在不同的工作气压及射频功率下,进行DLC薄膜的氧等离子体反应刻蚀。结果表明在0.6-0.9Pa的工作气压下氧等离子体刻蚀效果较好,而射频功率对刻蚀效果的影响不大。氧等离子体刻蚀会使Ni-P合金表面产生一层致密氧化膜,但不会明显降低芯轴与Au膜的表面粗糙度。液氮冷却的脱模过程有限元模拟结果表明,使用液氮冷却芯轴中心能引起芯轴与镍壳之间界面产生较大应力,且随冷却程度增加应力逐渐增大,导致芯轴与镍壳脱开;模具最可能先从小直径一端发生模-壳分离。