钛合金用作人工关节材料时将长期处于摩擦与腐蚀耦合作用的恶劣工况,需要对其进行合理的表面改性以提升其服役寿命。类金刚石薄膜（DLC）因其优异的自润滑性能和化学惰性,在改善金属耐磨耐蚀性能方面有应用的潜力。因此,本文研究了钛合金表面DLC薄膜的干摩擦性能以及在Hank’s模拟体液中的摩擦-腐蚀性能,为DLC薄膜在钛合金人工关节方面的应用提供理论和实验依据。首先,采用等离子体增强化学气相沉积法在TC4钛合金表面制备了含氢DLC薄膜,系统地探究DLC薄膜与不同陶瓷和金属材料对偶球组成摩擦副的干摩擦性能,并选出用于腐蚀磨损试验的对偶球。结果表明,陶瓷球较高的耐磨性容易在摩擦界面维持稳定的碳质转移膜,而低硬度金属球上的碳质转移膜易随着球磨损而流失,润滑效果较差,因此陶瓷球副的摩擦系数普遍低于金属球副。在各摩擦副中,Si C/DLC、Zr O2/DLC和304 SS/DLC、GCr15/DLC的摩擦系数以及球、薄膜磨损率均较低,因此是比较合理的摩擦配副。其次,以表面热氧化（TO）的钛合金试样作对照,采用摩擦和电化学测试系统地比较钛合金表面DLC薄膜和TO试样在Hank’s模拟体液中的摩擦-腐蚀性能。结果表明,DLC薄膜和TO都改善了钛合金表面的静态腐蚀和腐蚀磨损性能;其中DLC薄膜的静态腐蚀倾向和腐蚀速率均比TO更低,腐蚀磨损试验中的摩擦系数和磨损率均远小于TO,摩擦开路电位仅约为-0.27 V,表现出最好的表面耐磨耐蚀效果。这主要是由于制备的DLC薄膜化学惰性强,膜层致密性好,具有较高的膜基结合力和表面耐磨性,溶液难以通过表面磨损侵蚀基材。最后,通过调控乙炔和氮气比例在钛合金表面制备了不同氮掺杂量的DLC薄膜,并采用摩擦和电化学测试研究其干摩擦性能及在Hank’s模拟体液中的摩擦-腐蚀性能。结果表明,与未掺杂薄膜相比,含氮DLC薄膜的干摩擦性能和静态耐腐蚀性能有所下降,这主要是由于氮掺杂使薄膜的sp~2杂化键增多,引起薄膜的表面粗糙度变大、弹塑性指数降低以及电子迁移速度增加;而在腐蚀磨损试验中,含氮DLC薄膜呈现出比未掺杂薄膜更优异的腐蚀磨损性能,这是由于氮掺杂显著地提高了薄膜的膜基结合力,含氮薄膜在摩擦下不易产生微裂纹和破损剥落,降低了溶液离子通过薄膜裂纹和破损处对基材的侵蚀作用。其中,20 sccm氮气流量制备的DLC薄膜的综合性能最优。