电弧复合磁控溅射结合热退火制备Ti₂AlC涂层

李文涛^1,2，王振玉²，张栋²，潘建国¹，柯培玲²，汪爱英²

1. 宁波大学材料科学与化学工程学院2. 中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室

摘 要：利用电弧复合磁控溅射技术制备不同Ti/Al比的Ti-Al-C涂层,结合后续的退火处理制备Ti₂AlC相涂层。利用SEM、EDS、XRD、Raman光谱仪和TEM等研究了Ti/Al比及退火温度对退火后Ti-Al-C涂层的相和微观结构的影响。结果表明,Ti-Al-C沉积态涂层为富Al层和TiCx层交替堆垛的多层结构,涂层表面大颗粒较少且结构致密。Ti/Al比对退火后涂层中的相结构有重要的影响:当Ti/Al比为2.04时,退火后涂层中Ti₂AlC的纯度和结晶度最高;Ti/Al比过高（3.06）时,退火后涂层中形成TiC和Ti₃AlC杂质相,而低Ti/Al比（0.54）则大幅度降低Ti₂AlC相的纯度和结晶度。同时,退火温度很大程度影响Ti₂AlC相的形成,当沉积态涂层中Ti/Al比为2.38时,Ti₂AlC相涂层形成的最佳退火温度为750℃,偏低的退火温度（600℃）下,原子不能充分扩散,难以形成211结构的Ti₂AlC相,而退火温度过高时（900℃）涂层中存在较多的TiC、TiAlx等杂质相。

关键词：电磁复合磁控溅射;Ti₂AlC;Ti-Al-C涂层;Ti/Al比;退火温度;