橡胶密封件在润滑系统及轴承上应用广泛,能有效避免润滑油脂泄漏、防止污垢和水气进入系统中。然而,由于橡胶本身摩擦系数高,大多数工程材料在滑动时,胶圈容易磨损导致间隙增大,造成润滑系统功能故障和材料失效。类金刚石（DLC）薄膜作为低摩擦耐磨涂层是提高橡胶密封件力学性能的有效方法之一,但DLC是超硬材料,与具有柔性的橡胶材料物理性能差异大,因此直接在橡胶上沉积DLC会因结合问题导致涂层脱落,因而极大地限制DLC作为涂覆改性材料在工业领域的应用。本论文从橡胶和DLC涂层间的界面过渡层材料的选择和结构设计入手,以提高橡胶与DLC薄膜间的结合强度为研究目的,以实现橡胶表面的DLC涂层涂覆改性增强橡胶耐磨性为目标,为橡胶制品的推广应用提供可参考的工艺方法和技术数据。采用磁控溅射方法,在丁腈橡胶（NBR）表面制备DLC涂层,研究过渡层工艺对DLC涂覆改性橡胶力学性能的影响,优化得到在橡胶与DLC间具有良好结合的界面工艺。并进一步研究了在NBR上沉积Ti掺杂DLC力学性能变化,通过调控Ti靶溅射功率得到了不同梯度下的Ti-DLC薄膜,探索Ti掺杂DLC薄膜在动态工况下的摩擦磨损机制,推进DLC涂覆改性橡胶密封件材料的工程应用。首先设计在不同基体负偏压下制备得到一定厚度的Ti-C薄膜作为界面过渡层,研究界面层工艺对DLC涂覆NBR上的结合力和耐磨性能的影响。采用原子力显微镜（AFM）和拉曼光谱研究了Ti-C薄膜的表面形貌和结构,并用X射线光电子能谱对Ti-C过渡层成分进行分析。结果表明,随着基体负偏压的增大,有Ti-C过渡层的DLC薄膜表面粗糙度从82 nm逐渐增大到116 nm。过渡层的XPS结果显示,Ti（5.2～8.3at.%）含量也随着基体负偏压的增大逐渐增加。分别用划痕仪和球盘式摩擦机,评价对涂覆在NBR基材上的DLC薄膜的粘附强度和摩擦学性能。结果发现,-150 V偏压下制备的Ti-C过渡层上的DLC涂层摩擦系数（Co F）最低,仅有～0.18,划痕试验结果显示在该工艺下的薄膜裂纹宽度也是最小。力学表征结果说明,Ti-C过渡层的引入可以DLC与NBR的结合强度,提高NBR的耐磨性能。紧接着研究了界面过渡层中Ti含量的变化对Ti-C/DLC薄膜涂覆在NBR上力学性能的影响。基于优化的Ti-C过渡层设计结果,在基体偏压为-150 V下改变Ti靶射频功率调控界面层的Ti含量。采用AFM和Raman mapping表征了薄膜形貌,当Ti/C原子比0.14～0.25时,在粗糙地橡胶表面实现沉积（Ti、C原子）原子的迁移更容易,薄膜更为致密光滑。利用纳米压痕仪对在不同Ti含量下的Ti-C过渡层下NBR表面沉积的DLC薄膜进行力学测试,并结合Raman光谱进一步分析,发现不同Ti含量下的薄膜硬度和杨氏模量值差异都较为显著,并且硬度和杨氏模量变化趋势与Raman光谱中sp~2变化具有很好的一致性。摩擦试验结果显示,过渡层中掺杂的Ti含量需要维持在一定范围内（12.32 at.%～19.93 at.%）,可以显著改善NBR耐磨性并维持低Co F和磨损率的。最后采用双靶双电源磁控溅射方法,直接在NBR上表面合成Ti掺杂DLC薄膜进行工艺单因素研究,研究NBR表面Ti掺杂DLC薄膜的表面形貌、成分结构、表面润湿性和力学性能的影响。结果发现,通过调控Ti靶射频功率,在射频功率60 W时,Ti掺杂DLC薄膜表现出优异的摩擦性能,Co F仅有～0.00142且薄膜表面无明显磨损。该工艺下制备掺杂DLC薄膜以sp~2簇类石墨结构存在,此时薄膜sp~2/sp~3调整到了一个合适的比值。但掺杂Ti的DLC薄膜的耐磨性能改善不稳定,其他功率下制备的薄膜,SEM可以观察到明显磨穿轮廓,薄膜完全脱落露出NBR基底。接触角试验结果显示,涂覆Ti-DLC薄膜的NBR表面水接触角（CA）值在100.8°～111.05°,随着射频功率的增加,Ti-DLC薄膜依然保持疏水性能,表面自由能均小于22 m N/m,保持低能量表面。