自润滑关节轴承因其结构简单、免维护、高可靠性等优点,在航天飞行器中逐步取代了传统油/脂润滑轴承。目前我国应用较多的为衬垫自润滑关节轴承,但衬垫自润滑材料易受到原子氧侵蚀、紫外辐照而快速失效,新近发展起来的涂层型自润滑关节轴承,以其优秀的性能在空间运动部件中展现出良好的前景,但其在空间苛刻环境下的寿命演变规律尚不明确。为此,本文开展了空间苛刻环境因素对含氢类金刚石涂层标准样品及自润滑轴承样件的寿命影响规律和作用机制等相关研究。利用非平衡磁控溅射技术在GCr15钢样件上制备了多层梯度结构的含氢类金刚石涂层,在此基础上,研究制备了非金属元素B和金属元素Cr掺杂的改性含氢类金刚石涂层,并利用扫描电子显微镜、划痕仪等测试仪器,表征了上述涂层的微观组织及其力学性能。利用空间环境模拟试验平台,对三种含氢类金刚石涂层分别进行了原子氧和紫外辐照试验,研究了空间辐照环境对含氢类金刚石涂层微观组织、力学性能的影响。结果表明:经原子氧侵蚀和紫外辐照后,三种涂层的组织结构疏松、表面粗糙度增大;辐照后的三种涂层的硬度及其弹性模量均不同程度的退化。原子氧侵蚀使涂层表面发生了氧化,紫外辐照使涂层内部化学键断裂重组,是导致其力学性能下降的主要原因。对原子氧侵蚀和紫外辐照前后的三种含氢类金刚石涂层进行了摩擦磨损试验,研究了空间环境对含氢类金刚石涂层摩擦学性能的影响。结果表明:Cr元素可以提高涂层的抗辐照性能,B元素掺杂后的涂层具有最低的摩擦系数,但磨损寿命最短,原始含氢类金刚石涂层在真空无辐照环境中具有最长的磨损寿命。基于上述的含氢类金刚石涂层优化工艺,制备了以含氢类金刚石涂层为自润滑材料的涂层型自润滑关节轴承,并利用自主研发的模拟空间环境关节轴承寿命试验机对其进行了寿命试验,对比研究了在大气、真空、原子氧侵蚀和紫外辐照四种环境下的轴承的磨损寿命。结果表明:在真空环境下的自润滑关节轴承的寿命降低,经原子氧侵蚀后会进一步降低轴承的磨损寿命,而紫外辐照对轴承的寿命影响较小。本研究初步探究了空间苛刻环境对多种含氢类金刚石涂层的影响规律,制备了含氢类金刚石涂层为自润滑材料的涂层型自润滑关节轴承,并利用自主研发的空间环境关节轴承寿命试验机,考核评价了不同环境下的轴承寿命,可为后续涂层型自润滑关节轴承的研究提供了一定的理论指导和基础数据。