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钛金属广泛应用于航空、舰船等领域,但其表面硬度低,摩擦学性能差,这限制了其在机械传动领域的应用。为了改善钛金属表面摩擦学性能,本文采用交/直流微弧氧化（MAO）和物理气相沉积技术在钛金属表面设计制备了交/直流MAO膜层和微弧氧化/类金刚石碳（MAO/DLC）复合膜层,研究交流MAO电参数对膜层生长行为的影响规律,以及交流和直流MAO/DLC复合膜层的微观结构与摩擦学性能。结果表明,交流和直流MAO膜层均为表面多微孔,内层致密,外层疏松的结构。在NaAlO2+NaOH电解液体系下,随着脉冲电压和占空比的增大,交流MAO膜层的厚度、表面粗糙度和微孔孔径均呈增大趋势。随着脉冲频率的增大,交流MAO膜层的表面粗糙度和微孔孔径增大,但膜层厚度呈先增后减的趋势。通过在交/直流MAO膜层表面沉积DLC来改善MAO膜层的微观结构。结果表明,DLC沉积减小了交/直流MAO膜层的表面微孔尺寸,降低了膜层表面粗糙度和孔隙率,获得表面更为致密、平整的MAO/DLC复合膜层。但DLC沉积对不同表面形貌MAO膜层的改善效果有所不同。当MAO膜层表面较平整且微孔孔径较小时,DLC可以在MAO膜层表面形成较好的覆盖层,但在表面粗糙度较高和微孔孔径较大的MAO膜层表面则呈现明显的不连续分布。不同表面形貌的交流MAO膜层摩擦学性能差异较大。结果表明,MAO膜层的表面粗糙度越高,微孔孔径越大,则膜层的摩擦系数和磨损率越高。DLC沉积显著改善了交流MAO膜层的摩擦学性能,但改善效果取决于MAO膜层的表面形貌。当MAO膜层的表面粗糙度和微孔孔径较小时,沉积DLC可使其稳定摩擦磨损阶段的摩擦系数由0.85降低至0.24,磨损率降低71%。而当膜层的表面粗糙度和微孔孔径较大时,摩擦系数由0.770.97降低至0.67,磨损率仅降低约9%。研究了直流MAO/DLC复合膜层的微观结构与摩擦学性能。结果表明,DLC沉积显著降低了直流MAO膜层的表面粗糙度和孔隙率。在1N载荷下,直流MAO/DLC复合膜层的稳定摩擦系数约为0.15,磨损率近似于零磨损。在10N载荷下,直流MAO/DLC复合膜层的摩擦系数约为0.18,磨损寿命明显高于DLC膜层。