1. 力学性能
硬度及弹性模量：不同沉积方法制备的 DLC 膜，其硬度和弹性模量差异显著。磁过滤阴极电弧法可制备出硬度能达到甚至超过金刚石的 DLC 膜，阴极电弧法制备的 DLC 膜最高硬度超 50GPa，离子源结合非平衡磁控溅射法制备的膜硬度达 21GPa。膜层成分对硬度有影响，Si、N 的掺入可提高硬度。DLC 膜弹性模量较高，虽低于金刚石（1100GPa），但明显高于一般金属和陶瓷。
内应力和结合强度：薄膜的内应力和结合强度是决定其稳定性和使用寿命、影响性能的关键因素。内应力高且结合强度低的 DLC 膜在应用中易产生裂纹、褶皱甚至脱落，所以适中的压应力和较高的结合强度为宜。多数研究表明，直接在基体上沉积的 DLC 膜膜 / 基结合强度较低，采用 Ti/TiN/TiCN/TiC 中间梯度过渡层方法可提高结合强度，在模具钢上沉积时结合强度可达 44N - 74N，膜总厚度可达 5 微米。
2. 摩擦性能
DLC 膜耐磨性优异且摩擦系数很低，一般低于 0.2，是优秀的表面抗磨损改性膜。其摩擦系数因制备工艺和膜中成分变化而不同，最低可达 0.005。掺杂金属元素可能降低摩擦系数，加入 H 能增强润滑作用，环境也对摩擦系数有一定影响。与传统硬质薄膜（如 TiN、TiC、TiAlN 等，摩擦系数都在 0.4 以上）相比，DLC 膜在摩擦系数方面优势明显，有望在许多摩擦学领域替代传统硬膜。
3. 热稳定性
DLC 是亚稳态材料，热稳定性差限制了其应用，300 摄氏度以上退火时会出现 sp3 键向 sp2 键转变。研究发现，Si 的加入可显著改善其热稳定性，含 20 at% Si 的 DLC 膜在 740 摄氏度退火时才出现键转变。金属（如 Ti、W、Cr）的掺入也能提高热稳定性，相关研究仍在进行。
4. 耐腐蚀性
纯 DLC 膜耐蚀性优异，各类酸、碱甚至王水都难以侵蚀。但掺杂其他元素的 DLC 膜耐蚀性会下降，这是因为掺杂元素先被侵蚀，破坏了膜的连续性。
5. 表面状态
DLC 膜表面通常较光洁，对基材表面光洁度影响不大，但膜厚增加时表面光洁度会降低。不同沉积方法得到的 DLC 膜表面光洁度不同，离子源技术沉积的膜表面质量优于电弧离子镀。DLC 膜抗粘结性良好，对有色金属（如铜、铝、锌等）、塑料、橡胶、陶瓷等都有抗粘结效果。
DLC 膜在机械功能领域上的应用
1. 钻头、铣刀
DLC 膜可用于钻头和铣刀，尤其是掺杂金属的 DLC 膜，它硬度高、摩擦系数低、抗有色金属粘结。荷兰 Hauzer 公司制备的掺金属 DLC 膜层用于切削高强度铝合金时，可减少切屑瘤，延长工具寿命且使工件切削后表面光滑，在干切削和深孔加工中性能优良。广州有色金属研究院在铣刀上镀 TiAlN + DLC 膜，加工有色金属时使用寿命和加工质量都显著提高。
2. 光盘模具及其辅助模具
光盘模具是生产 CD、CDR、DVD 的重要工具，为降低其与母盘（镍盘）的摩擦，要求模具表面硬且摩擦系数小。国外大多采用 DLC 膜层，大幅提高了模具寿命和盘片质量，其辅助模具镀 DLC 膜后寿命也能满足配套使用要求。镀膜后具有硬度高、摩擦系数低、耐磨、耐腐蚀、抗粘结性好且环保等特点。
3. 芯轴
DLC 膜的耐磨减摩和耐腐蚀性，可显著提升齿轮、芯轴等运动部件的使用性能和寿命。
4. 刀片上的应用
DLC 膜在剪刀、刮胡刀等刀片上也有应用，它减小了刀片与皮肤的摩擦，改善刀片性能，延长使用寿命。
5. 关键零部件上的应用
DLC 膜在许多关键零部件上能发挥优良性能。例如在制成式斯特林制冷机的活塞上应用，利用其低摩擦系数降低摩擦力、提高耐磨性，满足无油润滑和使用寿命要求。在缝纫机配件 - 旋梭上镀 DLC 膜替代电镀硬铬处理，不但避免环境污染，还显著提高工件表面硬度和耐磨性，使用寿命提高 10 倍以上，同时因表面膜层摩擦系数降低，机器运行噪音减小。
6. 其它应用
DLC 膜在工模具上的应用实例众多，如粉末冶金成型模具、塑胶成型模具、引线框弯曲模具、玻璃片成型模具、镁合金加工模具、轴承等。
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