类金刚石(DLC)薄膜是含有金刚石结构(sp3)的非晶碳膜,它具有许多与金刚石薄膜类似的性能。但是,膜层的内应力过大,严重限制了薄膜的实际应用。因此,本课题采用金属掺杂或引入过渡层的方法制备基于DLC的金属复合薄膜,研究其结构、形貌及力学性能的变化。采用脉冲阴极电弧蒸发法制备DLC薄膜。结果表明,脉冲频率的变化可以显著改变DLC薄膜中碳sp2团簇的尺寸和有序度等微结构,从而导致薄膜中sp3/sp2相对比例的变化。随着脉冲频率的增加,薄膜的表面粗糙度降低,而硬度和内应力增加。此外,DLC薄膜在可见光区域具有比较高的透光率,随着脉冲频率的增加,薄膜的透光率显著降低。通过直流磁分离和脉冲阴极电弧双激发源等离子体方法制备高含量Ti(或Cu)合金化DLC薄膜。结果表明,Ti合金化DLC薄膜中含有硬质相TiC,而Cu原子不与C原子形成化学键。退火处理前,随着薄膜中金属含量的增加,两种合金化薄膜的硬度都降低,Ti掺杂的DLC膜内应力基本不变,而Cu合金化DLC膜内应力急剧下降。退火处理后,两种薄膜的内应力均减小5倍以上。采用双激发源阴极电弧蒸发法制备具有不同相对厚度的纳米级的Cr/DLC双层膜。结果表明,随着Cr夹层和碳层厚度的变化,Cr/DLC双层膜中碳sp2团簇的尺寸和有序度会受到相应影响。保持碳层的厚度为80nm,当Cr夹层的厚度达到12-20nm时,双层膜的硬度最大。随着Cr夹层厚度的增加,双层膜的内应力降低,当Cr夹层厚度超过45nm时,膜内应力不变。对于Cr夹层厚度为20nm的双层膜来说,当碳层的厚度超过65～106 nm时,Cr夹层的存在不会对Cr/DLC双层膜的微结构造成影响。此外,Cr夹层的引入可以在一定程度上减小薄膜的摩擦系数和增加薄膜在可见光区域的透过率。