近等原子比钛镍合金具有高比强度、生物相容性、耐磨耐蚀性、超弹性(SE)及形状记忆效应(SME),已被广泛应用于生物医学、军事、航天以及机械工程等领域。钛镍合金在工程方面的应用主要集中于机械和建筑方面,被广泛制作成连接件、驱动原件以及形状记忆合金减震阻尼器等。但是其硬度较低,摩擦学性能仍有较大提升空间。在生物领域,钛镍合金已经作为生物植入体材料广泛应用,但镍离子的析出会引起细胞和组织的过敏、中毒甚至癌变反应。金刚石薄膜是一种性能优异的结构和功能材料,其物理化学性能稳定,具有极低的摩擦系数、好的耐磨耐蚀性、优异的电学光学性能且比其它任何材料的生物相容性都好。金刚石薄膜已在光学、声学、电子学、机械工程及生物医学领域得到广泛应用。因此本研究欲在钛镍合金表面制备金刚石薄膜,以改善钛镍合金的表面性能。但由于钛镍合金中有大量镍原子的存在,而镍是石墨化元素,会阻止金刚石薄膜的生长,故需对钛镍合金进行前期表面处理。众所周知,钼具有高温强度好、硬度高、密度大、抗腐蚀能力强等特点,且是人体所必需的少量金属元素。此外,钼具有自粘结性能,可以和许多金属良好结合；同时钼也是金刚石薄膜生长有利元素,与金刚石薄膜有良好的结合力。因此,以钼作为钛镍合金的表面改性层材料可以有效解决金刚石薄膜难以生长的问题,同时此改性层的力学性能介于基体与金刚石薄膜之间,并呈梯度分布能够提高膜基结合强度及基体支撑能力。故本实验采用钼作为中间过渡层形成元素。本文采用双辉等离子体表面合金化技术,以纯度为99.9%的钼靶作为源极,Ti-50.8%Ni合金为阴极(工件极),通过钼合金化和钼等离子体沉积在钛镍合金表面制备表面改性层。采用微波等离子体辅助化学气相沉积法(MPCVD)在改性层表面制备金刚石薄膜。本文系统研究了工艺参数对表面改性层形成的影响,对制备工艺进行优化。对表面改性层进行表征,并比较了不同工艺下表面改性层的表面硬度及摩擦学性能,同时对渗钼过程中原子的扩散过程和机理进行计算分析。对在复合层表面成功制备的金刚石薄膜进行了表征分析。主要研究结果如下：1)优化的表面改性工艺参数：保温温度950℃,工作气压35Pa,保温时间2h,源极电压550～800V,工件电压300～500V,源极与阴极压差250V。2)表面改性后,随着距表面距离的增加,钼从最表面沉积层中的原子分数100%逐渐减小至0%,钛的原子分数先增加后减小,镍的原子分数逐渐增在,形成三层的形貌,从外往内分别为钼的沉积层、钛的富集层、钼含量极少的TiNi层。表面改性层中的相主要为Mo、MoTi、MoNi及Ti2Ni相。3)表面改性后,表面显微硬度得到提高,在优化工艺下,表面显微硬度从原先的241.3HVo.098提高到832HVo.098,提高了2.5倍左右；钼沉积层与TiNi基体之间为冶金结合,结合强度较高。4)表面改性后,合金耐磨性都得到显著提高,在优化工艺下,合金比磨损率比基体合金降低了约2个多数量级,主要原因是表面硬度的提高和基体超弹性的共同作用。5)在改性层表面采用MPCVD法制备的金刚石薄膜,结构致密,晶粒尺寸在1.5μm左右,薄膜生长速度约为1.1μm/h。