金刚石具有优异的光学、力学、热学、电学性能,是一种典型的多功能材料,在航空航天、能源、精密加工等高新技术领域有着极佳的应用前景。然而,天然金刚石非常稀有且价格昂贵,多用于首饰等奢侈品消费领域。高温高压法制备的金刚石多为颗粒状,缺陷及杂质较多,多用于磨削领域,极大地限制了金刚石在高新技术领域的应用。而化学气相沉积（CVD）法可实现在较低的生产成本下制备出大尺寸高品质金刚膜,引起了各个国家的高度重视。微波等离子体化学气相沉积法（Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition,MPCVD）凭借能量密度大、无电极污染等优势,成为制备高品质金刚石膜的首选方法。本论文采用自主研制的MPCVD装备,探究了衬底温度、工作压强、碳浓度等工艺参数对金刚石成膜过程的影响,获得微米级金刚石膜的最优生长工艺,形成了适合本台设备的高品质金刚石膜制备工艺;采用高温氧化法对金刚石膜进行表面改性,探究出样品表面终端结构及微观形貌对亲疏水性的影响;基于金属活性催化原理,利用氢、氩等离子球对金刚石膜刻蚀,成功制备出多孔金刚石膜,并分析了多孔金刚石膜的形成机理。采用3 k W/2450MHz微波等离子体化学气相沉积系统,以单因素实验法研究了衬底温度、工作压强和甲烷浓度对金刚石膜生长速率和质量的影响。结果表明:金刚石膜的生长速率与衬底温度、工作压强、甲烷浓度呈正相关;衬底温度和工作压强两个工艺参数对金刚石膜品质的影响存在最佳临界值,甲烷浓度升高不利于制备高品质金刚石膜。综合考虑微米级金刚石膜的品质和生长速率,最优制备工艺为:衬底温度850℃,工作压强14 k Pa,甲烷浓度2.5%,在此条件下金刚石膜生长速率为1.706 um/h,金刚石相含量为87.92%。采用高温氧化法对微米级金刚石膜进行表面改性处理,结果表明:高温氧化可明显改变金刚石膜表面的终端结构及微观形貌,这些因素的改变导致样品的亲疏水性发生显著变化,在400℃、500℃、600℃的条件下,对样品处理20 min,样品接触角从96°降低到29°,表现出明显的亲水性。采用等离子体金属催化法成功制备出多孔金刚石膜,结果表明:刻蚀温度低于600℃时,对金刚石膜的刻蚀作用较弱,表面无孔形成;刻蚀温度高于700℃时,对金刚石膜的刻蚀作用较强,处理适宜的时间,可制备出多孔金刚石膜。但是孔隙密度并不与刻蚀时间呈正相关,而是随刻蚀时间的增加,先增加后减小。