类金刚石(Diamond-Like Carbon， DLC)涂层具有诸多优异的性能，如硬度和弹性模量高、耐磨性好、摩擦系数低等，使其被广泛运用于刀具、模具、生物医疗器材和微电子等领域。类金刚石涂层同时也有许多不足之处，如残余应力大、膜基结合弱、摩擦性能不稳定和高温稳定性差等问题。因此，这极大地限制了 DLC涂层的广泛使用。将金属掺杂到 DLC涂层中是一种改善 DLC涂层性能行之有效的手段。此前，研究人员探究了单一元素掺杂对 DLC涂层的影响，发现单一金属元素掺杂对 DLC涂层某一性能有显著的提升，但是同时也导致 DLC涂层其他性能下降。如 Al-DLC,虽然Al掺杂使 DLC涂层应力大幅下降，但是同时 Al掺杂导致涂层硬度也大幅下降。再如 Ti-DLC,Ti掺杂提高了涂层硬度和膜基的结合力，但是使摩擦学性能下降。由此可见，单一元素掺杂并不能综合提升 DLC涂层性能。因此，将多种元素掺入到 DLC涂层，因此，国内外研究人员开始尝试通过多元掺杂提升 DLC涂层性能，同时将多种元素掺入到 DLC涂层，构建多晶粒、多晶界、多键态多元纳米复合结构，有可能综合提升涂层性能。　　结合高功率脉冲磁控溅射的技术优势，本文首先使用该技术制备了AlCr-DLC涂层，并利用 SEM,EDS,XPS,TEM,残余应力仪和摩擦磨损仪等检测手段，重点研究了 AlCr-DLC涂层的显微结构、残余应力、力学性能和摩擦学性能。结果表明：碳化物形成 Cr在涂层中更趋向与 C原子结合形成Cr-C键，而弱碳化物形成物 Al则主要以金属态存在于涂层中。Al涂层中有助于应力的释放，提升涂层的弹性回复能力，使得涂层具有优异的摩擦磨损性能。涂层的 H/E、弹性回复 R，残余应力随着 C2H2含量的增加呈上升的变化趋势。涂层在70％C2H2含量时具有最好的弹性回复能力和比较好的摩擦系数(0.12)和较低的磨损率(1.7×10-15 mm3N-1m-1)。然而，在通入较低C2H2含量时制备涂层时形成的硬质碳化物的相则会加剧磨损并使磨损进一步恶化，从而导致更高的摩擦系数和更大的磨损率。　　在上述研究的基础上继续利用高功率脉冲磁控溅射制备 AlCrSi-DLC涂层。本文除了研究 AlCrSi-DLC涂层的显微结构、残余应力、力学性能和摩擦学性能之外，还研究了该涂层的热稳定性能。结果表明：Si原子与 sp2-C结合从而增加 sp3-C的含量。当 C2H2含量大于50%时，涂层中有少量的sp3 C-Si键、Al原子和 Cr-C键。一方面，Al可以起到降低涂层残余应力的作用，而硬质碳化物 Cr-C可以维持涂层的硬度；另一方面， sp3C-Si键的形成能够保持 sp3键结构，从而提高涂层的热稳定性。此时，涂层表现出优异的综合性能，具有相对较小的残余应力，良好的力学性能、摩擦性能和热稳定性能。然而，随着 C2H2含量的下降，涂层中的碳化物含量增加。涂层向着由碳化物相主导的结构转化，导致涂层的摩擦系数和磨损率增大。总而言之，将 AlCrSi同时掺杂到 DLC涂层中是一种行之有效提升 DLC涂层综合性能的方法。　　最后，本文在不同高功率脉冲磁控溅射工作频率条件下制备 AlCrSi-DLC涂层，探究了频率对涂层显微结构、残余应力、力学性能和摩擦学性能的影响。研究结果表明：AlCrSi在高频率条件下的含量要高于它们在低频率时的含量，这表明提高高功率脉冲磁控溅射的工作频率可以克服靶材中毒，从而促进靶材金属的溅射，进一步增加碳化物在涂层中的含量。碳化物含量的增加一方面提高了涂层的硬度，但是另一方面它会使涂层的抗塑性变形的能力减弱，也会降低涂层的摩擦学性能。