类石墨非晶碳（Graphite-like carbon,GLC）是一类以sp~2杂化碳为主要成分的材料,属于非晶碳材料范畴。该类材料性能受到自身成分和微观结构的影响较大,尤其是氢元素的掺杂对其力学和摩擦学性能有显著影响;而且该类材料也存在脆性大和结合强度有限等先天不足,不利于其广泛应用。目前离子注入技术已广泛用于材料的表面改性研究,但氢离子注入对GLC碳膜的力学和摩擦学性能影响规律尚不明确。鉴于此,本论文通过磁控溅射气相沉积技术制备了类石墨非晶碳薄膜,并利用等离子体浸没注入（PIII）技术对GLC碳膜进行氢离子注入改性,考察了氢离子注入对类石墨碳膜微观结构、力学性能的影响;并深入研究了氢离子注入改性前后的GLC薄膜在干摩擦和固-油复合润滑条件下的摩擦磨损行为。本论文的主要研究结果如下:1.透射电子显微镜（TEM）分析结果表明,氢离子注入改性后GLC薄膜表层柱状纳米结构消失,类石墨薄膜的表层碳原子的无序度增加。飞行时间离子质谱（To F-SIMS）分析发现大部分的H离子以游离态氢存在,同时生成部分CHx团簇,氢离子主要集中在类石墨薄膜表层。Raman和XPS分析结果表明薄膜中sp~3杂化键增加,即由典型的类石墨转变成类金刚石结构。纳米压入分析结果表明薄膜的硬度与弹性模量的比值随氢离子注入时间增加而增大,而且薄膜与基底的结合强度升高。2.摩擦学分析结果表明,随着氢离子注入时间的增加,薄膜在干燥氮气下的平均摩擦系数降低。注入30min的GLC薄膜的摩擦系数不稳定,出现波动;注入90min的GLC薄膜的摩擦系数显著降低,并且经过5000次左右磨合后,摩擦系数达到0.009。同时,磨损率随氢注入时间增加而降低。氢离子注入有利于GLC碳膜在对偶球表面形成稳定且连续的转移膜。3.利用氢离子注入改性前后的GLC碳膜与不同基团封端的硅油构建了固-油复合润滑体系,并对比分析了碳膜表层的碳原子化学键结构对固-油复合润滑行为的影响。结果表明,非晶碳膜与硅油构建固-油复合润滑体系时,其摩擦磨损行为主要取决于非晶碳膜的碳原子结构和硅油的封端基团类型。其中,相比于非极性封端的硅油,极性封端的硅油与GLC碳膜复合后具有更好的固-油复合润滑性能。这可能主要源于碳膜中的sp~2碳键与硅油的极性基团的偶极矩诱导作用,导致更多的硅油分子牢固的吸附在碳膜表面,形成稳定油膜。而且,当与极性基团封端的硅油复合时,未注入的GLC碳膜比注入的碳膜具有更低的摩擦系数,但是注入改性后的GLC在复合润滑中的抗磨损性能更优。