（太原理工大学材料科学与工程学院表面工程研究所，太原 030024）

类金刚石（Diamond-Like Carbon, DLC）薄膜是一类含有金刚石结构（sp3杂化键）和石墨结构（sp2杂化键）的非晶态硬质薄膜，包括含氢DLC薄膜和不含氢DLC薄膜。DLC薄膜由于具有高硬度（可达90GPa）、优异的减摩抗磨性能、低介电常数、良好的光学透过性和化学惰性等，在航空航天、机械、电子、生物医学等领域具有广阔的应用前景[1-2]。

但目前空间机械设备的开发，对DLC薄膜的润滑性能提出了更高要求，要求其在多种环境中均具有低的摩擦系数、长寿命和高可靠性。然而， DLC薄膜本身的内应力高，导致其摩擦学性能差。尤其在高载荷接触应力循环下，DLC薄膜易发生脆性断裂甚至剥落，严重影响薄膜服役寿命。此外，DLC薄膜的摩擦学性能具有强环境敏感性。薄膜在不同环境中表现出不同的摩擦学行为。

对于DLC薄膜而言，sp3/sp2比率、H含量及应用环境是影响它性能和使用寿命的关键因素。不同的碳原子键合类型（sp2C=C，sp3C-C，sp3C-H）和比例，决定了薄膜中自由σ键和π-π*的数量不同，直接影响了三维网络结构的交联程度和碳骨架的刚性，进一步决定了薄膜的力学和摩擦学性能，同时，由于不同的应用环境引起的理化反应不同，具有不同的摩擦作用机理[2]。一般而言，当薄膜中sp2C=C杂化键含量相对较高时，芳香环或芳香团簇含量较多，具有“类石墨”结构，其三维网络结构的交联程度降低、刚性差，薄膜的力学性能较差，应用在具有高载荷、冲击特点的齿轮、轴承等机械部件时，会导致薄膜严重磨损，快速失效；……