非晶碳氢（amorphous hydrogenated carbon，简称 a-C:H）薄膜因其具有高的硬度、低的摩擦系数、良好的化学惰性等优异的性能，被认为是最有潜质的减摩抗磨润滑材料之一。但目前在使用过程中存在着内应力高、膜基结合力差、摩擦学性能不稳定等问题。本论文通过射频磁控溅射技术制备了不同类型的a-C:H多层薄膜，并通过在a-C:H亚层加入软金属纳米粒子来改善多层薄膜的力学性能，考察了不同调制周期对薄膜微观结构、表面形貌、力学性能以及摩擦学性能的影响，并研究了薄膜组成—结构—力学性能—摩擦学性能之间的关系。主要成果如下：　　（1）通过射频磁控溅射沉积技术成功制备了不同调制周期的Si/a-C:H多层薄膜，膜基及层间界面结合良好，层间界面处形成了SiC；薄膜的硬度随着调制周期的减小先增大后减小。具体如下：在调制周期为456 nm时，其硬度最高，这主要归因于薄膜碳网络的整体性；随着调制周期的减小，碳网络的整体性被破坏，然而，进一步减小调制周期（171 nm），SiC硬质相随着层间界面的增多而增多，薄膜的硬度升高。　　（2）Si/a-C:H多层膜在不同环境（空气，酸雨模拟液，NaCl溶液）中的摩擦学性能，研究表明，薄膜在不同测试环境中的摩擦学性能差别较大：在空气中，薄膜的摩擦系数较高，这主要与薄膜的硬度有关；在酸雨模拟液中，薄膜的摩擦系数最低，这与硅酸润滑相的形成有关；在NaCl盐溶液中，摩擦系数居中，这是由于硅酸钠抑制硅酸形成，增加了摩擦磨损。　　（3）通过射频磁控溅射沉积技术成功制备了不同调制周期的Si/Ag-C:H多层薄膜。薄膜的硬度及弹性模量主要与调制周期以及Ag含量有关。当调制周期为 512 nm时，其具有最高的硬度以及弹性模量，这主要归因于Ag粒子的掺入起到了纳米增强作用，但并未降低碳网络的刚性和连通性；当调制周期为250 nm时，其具有较高的硬度以及弹性模量，这主要归因于SiC硬质相的增多以及适当的Ag含量。　　（4）在体液的摩擦环境中，Si/Ag-C:H多层膜整体呈现了良好的摩擦学性能。当调制周期为250 nm时，摩擦系数最低，这主要与体液中发生的摩擦化学反应（生成润滑相硅酸）以及Ag元素的润滑作用有关。　　（5）通过射频磁控溅射沉积技术成功制备了不同调制周期的Si/Cu-C:H多层薄膜。随着调制周期的减小，Si/Cu-C:H多层薄膜的硬度及弹性模量呈现先减小后增加的趋势，当调制周期为977 nm时，薄膜的硬度及弹性模量最高，这主要归因于Cu粒子的纳米增强作用，当调制周期为414 nm时，薄膜的硬度及弹性模量最低，这主要归因于Cu颗粒使结构弛豫降低了薄膜的硬度。　　（6）Si/Cu-C:H多层薄膜在体液的摩擦环境中，当调制周期为103 nm时，Si/Cu-C:H多层膜的摩擦系数最低且稳定，这主要与体液中发生的摩擦化学反应（生成润滑相硅酸）以及Cu的润滑作用有关；当调制周期为984 nm时，Si/Cu-C:H多层膜的摩擦系数较低且稳定，这主要与薄膜的硬度以及形成的富Cu碳转移膜有关。