四面体非晶碳(ta-C)薄膜具有高硬度和弹性模量、优异的耐磨性和抗蚀性、高热导率和电阻率以及良好的化学惰性等优异性质,己成为刀具用硬质合金表面的理想涂层材料。本文采用多弧离子镀技术在P(100)单晶抛光硅衬底和YG6硬质合金上制备ta-C薄膜,研究沉积时间(19、27、35、47min)对ta-C薄膜结构和性能的影响。利用表面轮廓仪对薄膜粗糙度进行测量,利用扫描电镜对薄膜表面、截面形貌进行表征及对薄膜厚度进行测量,利用划痕试验仪对薄膜的膜/基结合力进行测试,利用洛氏硬度计对薄膜脆性及结合力进行测试表征,采用拉曼光谱和XPS对薄膜sp~3键含量进行标定。结果表明,随着薄膜厚度增加(0.5~1.4μm);表征sp~3键含量的I_D/I_G值增加,sp~3键的含量逐渐降低;硬质合金基体与ta-C薄膜之间的结合力降低,19min时,ta-C薄膜与基体具有最高的结合力60N;薄膜韧性逐渐降低(HF2~HF5);薄膜表面碳颗粒数量及尺寸逐渐增加,19min时薄膜具有最小的表面粗糙度0.13岬。随着ta-C薄膜厚度的增加,膜层内部应力逐渐增大,致薄膜与基体的结合力及韧性降低;sp~3键的含量降低可能是部分亚稳态sp~3键转变为稳态的sp~2键。