类金刚石(DLC)涂层具有较高的硬度、良好的耐磨性、化学稳定性好、耐腐蚀,低摩擦系数等优异性能。这些特性使得其被广泛应用于微电子、光学、制造、运输、生物医学等各种工业领域。本论文通过非平衡磁控溅射技术,在碳化硅基底上制备Si-DLC涂层,并对涂层样品在不同温度下进行退火热处理,研究退火温度对其热稳定性能和力学性能的影响;同时结合分子动力学模拟,从微观角度进行探究。研究结果表明:1、涂层中主要含有碳,硅两种元素,其中碳原子主要存在C-sp3和C-sp2两种杂化态,硅原子与碳原子以Si-C键合态存在。退火温度在400℃之前,Si-DLC涂层结构成分未发生明显改变,当退火温度达到500℃时,才出现明显石墨化。通过分子动力学模拟发现,C-sp3键是影响涂层热稳定性的主导因素,且C-sp3→C-sp2存在阶段性的转变机制,拥有更长键长的sp3-sp3会先开始转化,在更高的温度下,键长较短的sp3-sp3键才会开始转变,硅元素能增强涂层原子结构,延缓石墨化速率。2、退火温度在400℃之前,Si-DLC涂层硬度和弹性模量变化幅度较小,而500℃时,涂层硬度和弹性模量出现明显降低。纳米压痕仿真表现出相似的趋势,随着退火温度的升高,涂层硬度逐渐降低,涂层抵抗塑性变形能力降低。低温退火处理有利于降低涂层内残余压应力。Si-DLC涂层的蠕变特性随着加载速率的上升而增大,且低温退火后的涂层蠕变特性,随退火温度升高而增强,高温退火后涂层蠕变特性有所降低。3、Si-DLC涂层的临界载荷F1和临界载荷F2在25～300℃区间没有明显变化,而在400～500℃区间具有突变;500℃时过大的热应力导致膜基结合性能及抑制裂纹扩展能力减弱,且膜层具有较大的塑性。分子动力学划痕模拟结果表明:随着退火温度的升高,涂层表面抵抗变形能力下降;涂层与基底界面抗剪切能力下降;抗拉伸性能增强。划头正压力对临界载荷F1的出现起主导作用,划头切向力对临界载荷F2的出现起主导作用。涂层表面氧化层和涂层表面破损程度将导致涂层表面摩擦系数升高。