《表1 DLC薄膜的种类及特征》

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《类金刚石薄膜固体超滑的研究现状和挑战》

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DLC薄膜是由同时含有sp3杂化键和sp2杂化键的碳原子构成的一种亚稳态非晶物质[5，9，14]。由于金刚石结构中碳原子以sp3杂化键合，而石墨结构中碳原子以sp2杂化键合，因此一般而言，类金刚石薄膜（DLC）的性质介于金刚石和石墨之间，即有较高硬度的同时又兼顾较低的摩擦系数。研究发现，通过掺杂H原子改变sp3和sp2杂化键的比例，可以显著影响DLC薄膜的力学和摩擦性质，因此可将DLC薄膜分为含氢DLC（a-C:H）和不含氢DLC(ta-C和a-C）两类，其中含氢DLC薄膜又可根据含氢量细分为四类[17-18]：类聚合物a-C:H(PLCH）、类金刚石a-C:H(DLCH）、四面体a-C:H(ta-C:H）和类石墨a-C:H(GLCH）。除此之外，还可通过掺杂各类金属或非金属元素（如Al、W、Si、O等）来进一步改善DLC在各种实际工况下的性能[11，12，19-21]。由此可见，DLC薄膜其实是一个集合术语，包含了各种性能各异的非晶复合碳膜[6，18]，如表1所示。据报道，DLC的超滑特性被广泛发现于各类含氢DLC薄膜中，包括：a-C:H、GLCH、TLCH、a-C:H:F、a-C:H:Si、(Si/Al）a-C:H等[14-16，19，20，22-24]。