20世纪以来,随着电子技术、航空航天、能源、计算机、激光、通信、光电子学、生物医学以及环境保护等新技术的兴起,新技术的发展对材料提出了更高的要求,促进了无机非金属材料的迅速发展。而无机非金属材料具有的耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀等优异的特性,是金属材料和高分子材料所不及的。SiC作为一种性能优良的无机非金属材料,被广泛应用于电子、信息、精密加工技术、军工、航空航天、特种陶瓷材料和增强材料等领域,越来越受到人们的关注。本试验利用化学镀技术和磁控溅射技术在β-SiC粉体(β-SiC)表面包覆金属铜膜,对表面铜膜的形貌、相组成、表面粗糙度、膜层与基体的结合力、膜层厚度及薄膜沉积过程和沉积机理进行了深入的研究,对试验结果给出了合理的解释,对化学镀方法和磁控溅射方法在粉体表面改性方面的应用做了详细的比较。采用本课题组优化后的化学镀工艺参数,在β-SiC表面成功地制备了金属铜膜,膜层均匀、致密,与基体结合良好。通过机械搅拌,粉体可在镀液中保持良好的分散状态,使得化学镀技术容易实现在微米β-SiC颗粒(β-SiCp)、β-SiC晶须(β-SiCw)和纳米β-SiC颗粒(纳米β-SiCp)等超细粉体表面镀膜。由于粉体过细,化学镀过程中在纳米β-SiCp表面生成的微晶铜极易吸附镀液中的O,生成Cu2O杂质相。化学镀铜表面薄膜生长过程属于岛状沉积模式,被还原出来的Cu原子附着在活化后β-SiC表面的具有催化作用的粒子(质点)上,Cu原子在质点周围沉积,并相互连接,最终形成连续的Cu薄膜。利用多功能磁控溅射镀膜装置成功地实现了在β-SiCp表面包覆金属铜膜。与化学镀铜膜相比,磁控溅射铜膜更加均匀、致密、完整,与β-SiCp结合力优于化学镀铜膜与β-SiCp结合力。通过调节设备自带的超声系统功率和机械摆动频率,保证了β-Si Cp每个面的溅射镀膜。研究了溅射时间、溅射功率和基底温度对铜膜质量的影响。溅射试验结果表明:β-SiCp表面铜膜的结晶度、膜层厚度、表面粗糙度及表面铜晶粒尺寸均随着溅射时间的延长、溅射功率的增加、基底温度的升高而增大。β-SiCp表面磁控溅射铜膜沉积为动态沉积,动态薄膜沉积的机制为岛状为主、层状为辅的混合生长机制。尽管化学镀和磁控溅射两种方法都可以在β-SiC粉体表面形成铜膜,但是从工艺原理、操作过程、改性层质量、试验成本以及应用领域等方面各不相同。化学镀铜薄膜厚度、表面粗糙度均大于磁控溅射镀铜薄膜,但是化学镀铜薄膜的致密性和结合力比磁控溅射铜薄膜的差。化学镀是一种化学方法,操作复杂,产生的废水、废气易对环境造成影响。磁控溅射是一种真空镀膜方法,薄膜是通过原子沉积形成的,该方法所镀薄膜均匀、致密且纯度高,但是磁控溅射方法制备成本约为化学镀制备成本的3-5倍。