宋贵宏，刘 鑫，李德元，陈立佳

(沈阳工业大学 材料科学与工程学院，沈阳 110870)

TiC作为耐磨的涂层材料在各个领域得到了广泛的研究和应用.由于TiC相较脆，目前更多的是研究和使用TiC与非晶碳[1-2]、类金刚石[3-4]、Al2O3[5]、TiB2[6]及金属Ti[7-8]、Ni[9]等形成的复合膜层.SiC密度低、热稳定性和化学稳定性优良，并具有摩擦系数小、硬度大、磨损抗力高等性能.在TiC中添加Si制备Ti—Si—C三元合金膜层，在适当条件下可以形成TiC-SiC复合膜层，该复合膜层可以保持较小的摩擦系数，具有优良的热稳定性和化学稳定性，进一步提高膜层在干摩擦环境下的耐磨损性.对于SiC膜层，常常通过化学气相沉积或利用磁控溅射技术沉积.然而，前者沉积温度较高，但SiC膜层结晶度高；后者沉积温度虽低，但获得膜层都是非晶结构，最后还需要在800～900 ℃进行退火处理.这些方法对于低熔点的衬底如铝合金等，是无法进行的.Gaku Osugi 等人[10]利用射频磁控溅射和SiC-TiC复合靶制备SiC-TiC纳米复合膜表明，衬底温度低于573 K，沉积膜中SiC相是非晶的，但衬底温度高于773 K，沉积膜中SiC相是立方晶体(3C).在研究中，大部分都是利用磁控溅射沉积Ti—Si—C—N和Ti—Si—C复合薄膜[11-12]，但磁控溅射沉积薄膜技术中，离化率较低，特别是使用化合物靶材，溅射产额较低，膜层沉积速率非常慢.然而，对于承受腐蚀或磨损的构件的表面防护膜层，具有一定厚度是很必要的.由于电弧离子镀离化率高而且是弧光放电，靶材附近的温度很高，有利于Si—C键的形成，因此本文选用铝合金衬底，采用Ti—Si合金靶，利用电弧离……