类金刚石（DLC）薄膜膜凭借其优异的摩擦学性能和自润滑性能,已经大量应用于微观系统中,以降低微观系统工件的摩擦磨损,延长其使用寿命。而在微观系统中,当元器件的特征尺度降低至微纳米尺度时,将会产生强烈的尺寸效应,以及对磨副间的作用载荷为微/纳牛级别,因此在微观系统的摩擦过程中将出现许多与宏观摩擦不同的物理现象。本文通过等离子体增强化学气相沉积（PECVD）制备了不同工艺参数的含氢DLC薄膜,利用拉曼光谱、三维白光形貌仪、原子力显微镜、扫描电镜、纳米压痕仪和摩擦磨损实验机等分析测试仪器全面测试分析了薄膜的结构、组织和性能之间的关系,跨尺度深入分析了薄膜在载荷1×10¹～1×10⁶μN范围内的摩擦学性能及其机理,结果表明:（1）利用等离子体增强化学气相沉积技术制备了厚度为500～900 nm的含氢类金刚石薄膜,射频功率200 W时薄膜的结构性能较好,具有典型的DLC拉曼光谱,当气体组分为CH₄/H₂=10/10时薄膜具有最优的sp³/sp²,薄膜表面光滑致密,粗糙度大概在2～4 nm左右,薄膜的硬度随沉积气体H₂比例的上升而降低,硬度和弹性模量的最大值分别为11.5和97 GPa,硬度和弹性模量的最低值分别为7.5和63 GPa,薄膜具有良好的力学性能。（2）测试了所制备薄膜在大气环境下宏观的摩擦学性能,功率200 W时所制备的薄膜摩擦学性能稳定,优于其他功率参数所制备的薄膜,当气体组分为CH₄/H₂=10/10时薄膜的摩擦系数最低可以达到0.2左右。（3）在载荷1×10¹～1×10³μN范围内随载荷增加摩擦系数逐渐降低,影响摩擦系数的主要原因是薄膜的表面形貌;在载荷1×10³～1×10⁴μN范围内随载荷的增加摩擦系数先升高后降低,影响摩擦系数的主要原因是粘附力;在载荷1×10⁴～7×10⁵μN范围内,摩擦系数比较稳定,变化不大;当加载荷7×10⁵～1×10⁶μN范围时摩擦系数又升高,这可能是因为薄膜出现磨损;气体组分为CH₄/H₂=10/10时薄膜的摩擦系数最低大概0.15左右;摩擦线速度在100～900μm/s范围内变化时对薄膜的摩擦系数影响非常小。