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非晶碳基薄膜材料具有较高的硬度、优异的摩擦学性能等特点使其在科学和工业领域获得越来越广泛的关注，然而薄膜的内应力与结合强度问题、环境敏感性问题和韧性差问题等成为非晶碳基薄膜材料研究面临的主要挑战。 本论文通过磁控溅射技术，在304不锈钢上制备了以sp2键结构为主要成分的类石墨碳膜（GLC与GLC-Cr）及以sp3键结构为主要成分的多层梯度类金刚石薄膜（Cr/WC/DLC）。利用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、拉曼光谱仪（Raman）、X射线光电子能谱仪（XPS）、纳米压痕仪、划痕测试仪等测试技术分析薄膜样品的结构及机械性能，利用UMT-3型多功能摩擦磨损试验机及Rtec-MFT5000型摩擦磨损试验机考察了非晶碳基薄膜材料的多环境摩擦学性能，相关结果为非晶碳基薄膜材料在摩擦学领域的广泛应用提供了理论依据和技术基础，结论如下： 1、本实验参数下制备的类石墨碳膜中，Cr的掺杂促使了类石墨碳膜中sp2杂化键的形成，降低了 GLC薄膜的硬度及弹性模量，但在大气干摩擦、去离子水及发动机油3种不同环境下均使得类石墨碳膜的摩擦学性能得到明显改善，降低了类石墨碳膜对环境的敏感性，改善了GLC薄膜在多环境（或变工况）下的不稳定性。 2、GLC-Cr薄膜具有良好的抗酸碱腐蚀性能，与去离子水相比，带有Na+及Cl-离子的酸碱溶液介质下，GLC-Cr薄膜的摩擦系数及磨损率均能得到有效改善；而阴阳离子相比，阴离子（Cl-）的浓度对薄膜的抗腐蚀性能具有负影响，使 GLC-Cr薄膜抗碱性溶液腐蚀性能比其抗酸性溶液腐蚀性能更好，但与 Si3N4配副时的摩擦化学反应使薄膜在酸性环境下的摩擦学性能较碱性环境下的更优异，且随酸的浓度增加减磨作用越大。 3、在不同黏度PAO基础油介质下，类石墨碳薄膜在油环境下的固液复合润滑效应使GLC-Cr薄膜表现出优异的摩擦学性能。随PAO黏度的增大，GLC-Cr薄膜摩擦系数近似呈减小趋势，但在PAO40时出现最小值拐点；随PAO黏度的增大，油膜厚度逐渐增大，使摩擦副小球与薄膜的直接接触逐渐减少，磨痕宽度、磨损率均呈下降趋势。 4、本实验参数下制备的 Cr/WC/DLC薄膜的多层梯度过渡设计使其硬度高达32.6GPa，且具有较高的膜基间结合力，在干、水、油3种环境下均具有优异的摩擦磨损性能，且与304基底材料相比，Cr/WC/DLC薄膜的摩擦因数及磨损率均得到显著降低。