SiC薄膜是一种物理、化学性能优良的功能材料,具有良好的热传导率、高硬度以及化学稳定性好等优点,被广泛的应用于核防护、微电子以及器件防护等领域。然而随着现代技术的不断发展,对材料性能的要求也越来越高,传统SiC薄膜在实际的应用中也暴露出多种问题,如:膜基之间粘附性能不佳、具有一定的硬脆性等。这使得SiC薄膜在实际应用过程中常会因为与基底材料性质差异过大,造成膜基之间粘附性能较差,产生薄膜脱落等问题,SiC薄膜在实际的应用过程中还可能会发生脆性断裂,导致薄膜失效。这些问题的存在制约了 SiC薄膜的进一步应用。为解决SiC薄膜存在的问题,提升SiC薄膜的综合性能,本文尝试将过量的C元素掺入SiC薄膜中,以获得富碳SiC薄膜,并研究了退火温度以及缓冲层厚度对富碳SiC薄膜性能的影响,研究结果如下:(1)采用直流磁控溅射技术在沉积有SiAlON缓冲层的基底上制备了富碳SiC薄膜,研究了退火温度对SiC薄膜性能的影响,实验过程中退火区间设置为400℃～700°C,研究发现退火温度的变化未使得SiC薄膜结晶,但可以显著改变SiC膜层中游离C元素的键合状态。随退火温度的逐渐升高,在Si元素的作用下SiC薄膜中的sp3键逐渐增多,当退火温度超过550℃时,SiC薄膜会逐渐发生石墨化;扫描电镜测试结果显示,退火处理对于SiC薄膜的表面质量有一定的改善作用;退火可以改变SiC膜层中C的成键状态以及释放膜层中的应力,提升SiC薄膜的硬度和膜基结合力,当退火温度为550℃时,SiC薄膜的硬度达到了最大值,为25.02GPa;当退火温度为500℃时,SiC薄膜的膜基结合力达到了最大值,为45.22N;本实验制备的SiC薄膜的摩擦系数均在0.19以下,且当退火温度为550℃时,SiC薄膜的摩擦系数达到了最小值0.083。(2)利用磁控溅射技术在SiAlON薄膜上先后沉积了 SiOC缓冲层和富碳SiC薄膜,研究了 SiOC缓冲层厚度变化对SiC薄膜性能的影响。XRD测试结果显示SiOC缓冲层厚度的变化并不会影响SiC薄膜的结晶状态,本工作制备的SiC薄膜均是非晶结构;扫描电镜测试结果表明,一定厚度SiOC缓冲层的引入对SiC薄膜的表面质量有提升作用,但缓冲层厚度为300nm,SiC薄膜表面质量会变差;力学性能测试发现当SiOC缓冲层厚度为100nm,SiC薄膜的硬度达到了最大值,为22.12GPa,当SiOC缓冲层厚度为200nm时,SiC薄膜的膜基结合力达到了最大值,为40.72N。(3)利用射频磁控溅射技术在SiAlON薄膜上沉积了不同厚度的AlN缓冲层,随后采用直流磁控溅射技术在AlN缓冲层上沉积了相同厚度的富碳SiC薄膜,研究了 AlN厚度的变化对SiC薄膜性能的影响。研究表明本工作制备的SiC薄膜均呈现出非晶结构;通过扫描电镜图像的对比,可以发现AlN缓冲层可以为SiC薄膜的生长提供良好的模板,使得SiC薄膜表面颗粒逐渐变得大小均一致密,提升了 SiC薄膜的表面质量和致密度;力学测试结果显示,AlN缓冲层的引入可以充分释放SiC薄膜制备过程中产生的应力,提升其硬度和膜基结合力,当AlN缓冲层厚度为60nm时,SiC薄膜的硬度达到了最大值,为22.68GPa,当AlN缓冲层厚度为90nm时,SiC薄膜的膜基结合力达到了最大值,为42.81N;通过测试SiC薄膜摩擦系数,得出的结果是:当AlN缓冲层厚度为60nm时,SiC薄膜的摩擦系数仅为0.080。