具有高强度、高弹性模量、高抗化学腐蚀性和稳定的高温性能的Al2O3陶瓷与硬碳膜组合，被广泛应用在耐磨、高温、抗腐蚀等条件苛刻的领域，是在恶劣条件下替代金属材料的首选材料；C/SiC在航空发动机、超高声速冲压发动机、航空航天往返防热系统、液体发动机和固体火箭发动机等武器装备领域，以及在先进摩擦及离合器系统等刹车工业领域具有非常广阔的应用前景。本研究结合科研项目，探讨了相关非金属基底上硬碳膜的制备工艺，为进一步扩展硬碳膜的应用提供技术基础。 本研究在Al2O3、SiC和Si基底上，采用非平衡磁控溅射（UBMS）沉积了硬碳膜，分析研究了制备工艺参数与薄膜特性之间的关系。采用刻蚀方法分析研究了Al2O3上的硬碳膜膜层电阻率的均匀性，并初步摸索了镀制过程中掺氮对膜层性能的影响，结合拉曼光谱（Raman）对薄膜的结构进行了表征；分析研究了SiC基底上硬碳膜的显微硬度，结合强度和摩擦磨损性能；对硅基碳膜进行了退火处理实验，研究了退火处理对薄膜性能的影响。 研究结果表明：①采用UBMS技术在Al2O3陶瓷基底上制备的硬碳膜，影响其电阻率的主要工艺参数有气体流量、偏压、靶基距、靶电流和励磁电流。在同样的工艺条件下，UBMS比磁控溅射（MS）制备的硬碳膜电阻率高一个数量级，UBMS制备的硬碳膜的附着力是MS制备的硬碳膜的3倍。通过工艺优化，制备出电阻率为0.70Ω·cm的硬碳膜，经过退火处理电阻率下降，最小值为0.63Ω·cm，且具有良好的膜基结合力。掺N2实验表明，掺N2提高了膜层的导电性能，不牺牲膜层的硬度，提高了膜层的耐磨性及热稳定性；②采用UBMS在烧结SiC基底上制备硬碳膜的硬度达到4513kgf/m㎡；摩擦系数0.11；200g载荷下摩擦10000转不破损。④硅基碳膜的退火实验表明，经过适当的退火工艺可将膜层应力从17.514×109Pa减小到1.582×108Pa，电阻率从1.31Ω·cm下降到0.59Ω·cm，摩擦系数从0.54下降到0.04。