以石墨、碳化硅、硅粉体为原料,采用预处理工艺得到复合原料粉体,热压烧结制备C/Si 80/20 at％靶材.将制备的靶材在不同基片上溅射镀膜,分析薄膜的形貌及其生长模式.通过扫描电镜观察微观形貌、四探针测试电阻率、XRD结合拉曼光谱分析晶体结构,结果如下:(1)石墨和硅粉球磨混合48h可获得Si元素均匀分布的C/Si复合粉体:该粉体在1900 ℃下真空热处理时,C/Si通过互扩散生成等轴晶3C-SiC;(2)不同粒径的β-SiC粉体在1900 ℃真空热处理时,颈部生长速率和晶体结构转变存在显著差异.在高温下,纳米β-SiC粉体蒸气压高,颈部增长速率快,通过蒸发-凝聚再结晶后可获得球形度良好的3C-SiC微米颗粒;(3)以C/Si/SiC 70/10/10 at％及C/Si 60/20 at％2种粉体为原料,采用球磨和高温真空热处理得到预处理粉体并热压制备C/Si 80/20 at％靶材,结果表明:与C/SiC 60/20 at％二元组分体系相比,三元组分预处理粉体制备靶材的均匀性好,平均电阻率3.9mΩ·cm,极差0.59mΩ·cm,密度2.35g/cm3,石墨化度0.17,石墨晶体完整性好;(4)将制备的C/Si 80/20 at％靶材分别在硅片、玻璃以及陶瓷基片上磁控溅射制备类金刚石薄膜,结果发现:在Si基体表面薄膜呈纵向生长模式,膜层微粒小于20 nm;在玻璃基体表面膜层呈层状生长模式且结合紧密;在陶瓷基体表面薄膜呈片状生长模式,膜层由微米级颗粒结合组成,与陶瓷基体的微观组织相似.
C/Si 靶材 β-SiC 热处理 热压