CVD金属石薄膜及膜——基界面形态

采用直流等离子体射流ＣＶＤ法在硬质合金基体上沉积了多晶金刚石薄膜,借助ＸＲＤ,Ｒａｍａｎ,光谱、ＳＥＭ和ＥＰＭＡ等对金刚石薄膜及膜－基界面的结构、形貌和成分进行了研究,结果表明,结晶度高的刻面型金刚石薄膜质量、纯主较好,膜－基界面处较致密,机械锚固作用明显,结合性能较好,沉积前后基体表面形貌变化很大,存在数十数米厚的脱钴－等离子体刻蚀层,等离子体刻蚀导致脱钴表面更加凹凸不平,为金刚石形核提供了有利     

金刚石膜与硬质合金刀片间界面Co相的研究

采用ＳＥＭ和ＴＥＭ对ＣＶＤ金刚石膜／ＹＧ８硬质合金刀片的界面结合起来，界面Ｃｏ相进行了研究，结果表明ＣＶＤ金刚石膜与硬质合金刀片的界面结合类型主要机械结合，界面除了石墨碳外，局部区域还可观察到Ｃｏ粒子，Ｃｏ粒子上的生长物是微晶石墨和六方金刚石的混合物，且Ｃｏ粒子与其上的生长物之间存在明显的界面。     

电蚀抛光CVD金刚石膜的实验研究

本文提出了一种新的ＣＶＤ金刚石膜抛光技术。采用该项技术,可以高效率的完成ＣＶＤ金刚石膜的粗抛光。ＣＶＤ金刚石膜表面被预先涂覆一层导电金属,然后采用电蚀方法对该表面进行加工,使金刚石膜突起的尖峰被迅速去除。加工中金刚石表面的石墨化使电蚀加工得以不断延续。通过单脉冲放电试验已经发现涂覆层的材料对金刚石膜的加工效果有很大影响。与普通金属加工相比,金刚石膜的电蚀过程有其完全不同的特征。通过试验和分析,本文还对金刚石膜的电蚀去除机理进行了初步探讨。     

不锈钢表面沉积SiC作为氢渗透阻挡层的研究

在３１６Ｌ不锈钢片表面上用离子束辅助沉积（ＩＢＡＤ）和溅射沉积加上离子注入方法制备Ｓｉ－Ｃ薄膜,测量氚通过钢片的渗透率,并用ＸＰＳ,ＡＥＳ,ＸＲＤ及ＴＥＭ等分析薄膜的成分和结构,结果表明,改性膜使不锈钢的氚渗透降低近５个数量级,随着制备条件的汪同,膜中的Ｃ／Ｓｉ原子比不同,用双靶（Ｓｉ,Ｃ）加Ｃ离子轰击的ＩＢＡＤ方法可得到的较高的Ｃ／Ｓｉ比,改性膜中形成了Ｓｉ－Ｃ化学键,Ｓｉ－和Ｃ－悬键在存在可有     

金刚石膜与硬质合金基体间的界面状态

采用ＳＥＭ,ＴＥＭ对金刚石膜－硬质合金基体横截面的形态进行了研究,探讨了甲烷含量对ＣＶＤ金刚石膜－基横截面各组织层次的影响。结果表明,经化学侵蚀脱钴和等离子体刻蚀脱碳预处理的ＹＧ８硬质合金基体上所沉积的金刚石膜－基横截面组织的典型层次依次为：金刚石／薄的石墨碳中间层／细小的ＷＣ层／残留的脱碳层／残留的疏松层／ＹＧ８原始基体,甲烷含量对ＣＶＤ金刚石膜－基横截面各组织层次的形成有显著的影响。     

CVD金刚石膜的抛光技术

高的表面粗糙和厚度的不均匀性影响了ＣＶＤ金而石膜的应用,而抛光可以减少这些缺点,近年来,发展了近多ＣＶＤ金刚石膜的抛光技术,崦且不同的抛光技术都有其优缺点,本文总结了ＣＶＤ金刚石膜的各种抛光技术及其特点,并提高出了一种新的抛光技术。     

电镀锌层表面黑变膜的研究

用ＳＥＭ、ＥＤＸ、ＸＲＤ、ＸＰＳ等技术分析了电镀锌层表面黑变膜的组成和结构。结果表明,黑变膜是锌的腐蚀作用及杂质Ｐｂ去极化作用的共同产物。它由ＺｎＯ、Ｚｎ５（ＣＯ３）２（ＯＨ）６及微量ＰｂＯ组成,膜表层Ｚｎ是以ＺｎＯ形态存在,而膜内层则以非化学计量化合物ＺｎＯ１－ｘ形态存在。并发现黑变膜是一种锌受腐蚀所形成的表面膜上产生的光干涉现象。     

萃取碳复型上碳化物化学式的确定

提出由萃取碳复型上沉淀相的ＥＤＡＸ或ＷＤＸ测量结果，确定含碳以外其它间隙原子的碳化物中的碳含量及其化学式的方法。应用此方法，由ＥＤＡＸ测量结果确定了两种不锈钢中Ｍ（Ｃ，Ｓ），Ｍ２ＣＳ，ε－Ｍ３（Ｃ，Ｓ）和Ｍ２３（Ｃ，Ｓ）６的化学式。     

铜在浓碱溶液中的阳极钝化膜

采用恒电流阴极还原法、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）对铜在ＮａＯＨ浓溶液中的两种阳极钝化膜进行了研究。结果表明，铜表面一次钝化膜由Ｃｕ２Ｏ和Ｃｕ２Ｏ·Ｈ２Ｏ组成，二次钝化膜由Ｃｕ２Ｏ内层和ＣｕＯＣｕ（ＯＨ）２Ｈ２Ｏ（ａｄ）外层组成，且外层各组分的相对含量呈规律性深度分布。对Ｃｕ（Ⅱ）物相的形成历程进行了讨论     

离子束溅射制备Co／Pt多层膜的结构

采用高角Ｘ射线衍射（ＨＸＲＤ）和ＴＥＭ研究用离子束溅射（ＩＢＳＤ）技术制备的Ｃｏ／Ｐｔ多层膜的晶体结构和显微组织形貌，结果表明：Ｃｏ／Ｐｔ多层膜的晶体结构与Ｃｏ、Ｐｔ层厚度ｔＣｏ、ｔＰｔ密切相关。当ｔＣｏ＜ｔＰｔ＜２１０时，Ｃｏ、Ｐｔ层为共格ｆｃｃ结构，随ｔＣｏ、ｔＰｔ增加，逐渐向非共格关系转变，同时，Ｐｔ、Ｃｏ层晶格发生了严重畸变。ＴＥＭ发现Ｃｏ／Ｐｔ多层膜的组织形貌明显受基底影响，与沉积在Ｓｉ基底表面上的Ｃｏ／Ｐｔ多层膜相比，沉积在ＮａＣｌ上的Ｃｏ／Ｐｔ多层膜的晶粒出现择优取向且呈条纹状分布，晶粒明显粗化     

金刚石涂层用硬质合金基体表面预处理研究新进展

从孔隙的形成、界面非金刚石物的形成以及较高残余应力等3个不利方面,分析和综述了影响金刚石涂层与硬质合金基体粘结性的主要因素。着重对浸蚀基体表面除去Co相或浸蚀WC相,在基体与涂层之间形成中间过渡层或中间化合物,基体表面机械或热处理等硬质合金基体表面预处理,改善涂层与基体粘结性的3种方法和途径进行了阐述。     

Mechanism and prediction of failure of diamond films deposited on various substrates by HFCVD

Diamond films were deposited on the WC-Co cemented carbide and Si3N4 ceramic cutting tool substrates by hot-filament-assisted chemical vapour deposition. The adherence property of diamond films was estimated using the critical load (Pcr) in the indentation test. The adhesive strength of diamond films is related to the intermediate layer between the film and the substrate. Poor adhesion of diamond films to polished cemented carbide substrate is owing to the formation of graphite phase in the interface. The adhesion of diamond films deposited on acid etched cemented carbide substrate is improved, and the peeling-off of the films often happens in the loosen layer of WC particles where the cobalt element is nearly removed. The diamond films' adhesion to cemented carbide substrate whose surface layer is decarbonizated is strengthened dramatically because WC phase forms by reaction between the deposited carbon and tungsten in the surface layer of substrates during the deposition of diamond, which results in chemical combination in the film-substrate interface. The adhesion of diamond films to silicon nitride substrate is the firmest due to the formation of chemical combination of the SiC intermediate layer in the interfaces. In the piston-turning application, the diamond-coated Si3N4 ceramic and the cemented carbide cutting tools usually fail in the form of collapsing of edge and cracking or flaking respectively. They have no built-up edge(BUE) as long as coating is intact.As it wears through, BUE develops and the cutting force on it increases 1 - 3 times than that prior to failure. This can predict the failure of diamond-coated cutting tools.     

等离子体技术在提高硬质合金工具上金刚石薄膜附着力方面的应用

金刚石薄膜具有优异的性能，作为切削工具表面的保护性涂层，可以大幅度提高工具的使用寿命以及加工精度。硬质合金是一种广泛使用的工具材料，在其表面沉积高附着力的金刚石薄膜时存在着困难。等离子体中离子、原子或分子具有高的反应活性，等离子体技术在金刚石薄膜的制备中有着广泛应用。利用等离子体技术可以极大的消除因金刚石薄膜与硬质合金基体之间存在热应力以及由硬质合金中的钴粘结剂在化学气相沉积金刚石薄膜过程中的促石墨化作用而产生的不利影响，提高金刚石薄膜与硬质合金基底之间附着力。本文综述了等离子体技术在提高硬质合金工具表面金刚石薄膜附着力方面的研究进展。     

硬质合金基底表面线缺陷对金刚石涂层膜基界面结合强度的影响

基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,研究了不同硬质合金基底线缺陷率下的金刚石涂层膜基界面结合强度。通过建立[111]、[110]、[100]3种不同晶向的金刚石涂层膜基界面分子模型,研究了硬质合金基底线缺陷率对涂层膜基界面结合强度的影响以及[111]、[110]、[100]3种不同金刚石涂层晶向下的最优膜基界面结合强度。研究结果表明:硬质合金基底的表面能随着基底线缺陷率的增加而逐步增大;当线缺陷率ρ=12.5%时,基底表面能达到最大值;其后,随着基底线缺陷率继续增大,基底表面能逐渐呈减小趋势。进一步研究显示,不同晶向的金刚石涂层膜基界面的最优界面结合能的最优线缺陷率不同,[111]晶向和[110]晶向的金刚石涂层的最优基底线缺陷率均为6.25%,而[100]晶向金刚石涂层的最优基底线缺陷率则为0%。      

碳源浓度对金刚石薄膜涂层刀具性能的影响

用热丝ＣＶＤ法,以丙酮为碳源,在ＷＣ－Ｃｏ硬质合金衬底上沉积金刚石薄膜,研究了碳源浓度对金刚石薄膜涂层刀具性能的影响,结果表明,碳源浓度对金刚石涂层薄膜质量、形貌和粗糙度、薄膜与衬底间的附着力、刀具的耐用度用度发削性能有显著影响,合理控制碳源浓度对获得实用化的在硬质合金刀具基础上沉积高附着强度、低粗糙度金刚石薄膜的新技术具有重要的意义。     

孕镶金刚石硬质合金基底上沉积金刚石涂层工艺研究

为提高金刚石涂层和基底的结合力,采用化学气相沉积方法在普通硬质合金和孕镶金刚石硬质合金基底上分别沉积金刚石涂层,并通过扫描电镜、拉曼光谱和压痕分析对比研究其结合性能。结果表明:在孕镶金刚石硬质合金基底上可以实现金刚石的同质与异质外延生长;在孕镶金刚石硬质合金基底上沉积的金刚石形核率高,晶形大小均匀,涂层表面平整;孕镶金刚石基底金刚石涂层的结合力优于硬质合金基底金刚石涂层膜基界面的结合力。在孕镶金刚石硬质合金基底上沉积金刚石膜可扩大金刚石涂层的应用范围。      

硬质合金上沉积金刚石膜的基体预处理方法进展

本文重点对近年硬质合金基体表面预处理方法及其对CVD金刚石膜沉积的影响进行了综述。按其原理来分，预处理方法可分为物理预处理法、化学预处理法以及中间层法。大量实验结果表明通过适当的预处理能有效消除或抑制基体中钴黏结相的负面影响，提高金刚石的形核密度以及膜基结合力，从而获得理想的薄膜质量。     

金刚石复合片的微观分析研究

本文对一种金刚石复合片抛光面和横断面的组织形貌、微区成分、相组成进行了分析研究.结果表明:抛光面金刚石生长连接明显,其钴含量低于横断面中含量,黏结相断续分布,有被腐蚀的孔穴,物相由金刚石相(fcc)、Co4C相(fee)、α-Ti相(hop)、β-Ti相(bec)组成;横断面上,在0.5 mm厚金刚石层内,钴、钨质量分...     

用于金刚石涂层的梯度硬质合金的结构与性能

阐述了金刚石涂层及梯度硬质合金的发展概况,论述了金刚石涂层采用表层贫钴的梯度硬质合金作基体的构思。初步研制出表层贫钴梯度硬质合金YG6T并在其样品上制出了附着好的金刚石涂层。YG6T的结构为表面贫钴层-中间富钴层-芯部刚性层,表面层钴含量为3wt%左右,比内部低一倍以上,梯度硬质合金性能指标达到甚至超过常规硬质合金的要求。该材料的应用前景广阔,值得进一步试验推广。     

脱钴处理对YG8硬质合金刀片上金刚石形核的影响

对比分析了经金刚石磨盘研磨、脱铅、未脱钻YG8硬质合金上蒸镀非晶碳膜对金刚石形核的影响．结果表明未脱钴YG8硬质含金上沉积金刚石膜时,即使蒸镀非晶碳膜,金刚石的形核密度仍相当低．金刚石结晶质量差．颗粒呈“菜花状”。在长时间沉积金刚石过程中,基体内的Co会扩散或蒸发到刀片表面,产生明显的钴颗粒聚集、长大。而脱钴、蒸镀非晶碳膜YG8硬质含金上沉积金刚石膜时．成核密度可达108cm-2．金刚石结晶质量好,刻面轮廓分明．表面已基本成膜。