WC—Co硬质合金基体上金刚石薄膜的附着机理研究

金刚石涂层在硬质合金(WC-Co)基体上的附着力,是影响金刚石涂层刀具切削性能和使用寿命的关键因素.采用微波等离子体化学气相沉积(CVD)法在经酸浸蚀脱Co的硬质合金基体上生长金刚石薄膜.通过对金刚石膜/基界面的微观形貌和成分分析,初步认识了金刚石薄膜的附着机理:机械锁合作用对金刚石膜/基附着力有较大贡献;界面热应力和弱中间相的存在是导致金刚石膜自发剥离的主要原因.     

用于紫外光电导探测器的TiO2薄膜研究

采用直流反应磁控溅射的方法,制备了TiO2薄膜。用X射线衍射,原子力显微镜(AFM)和紫外-可见光分光光度计分别测试了TiO2薄膜的晶体结构、表面形貌及其紫外-可见光吸收谱,采用C／TiO2／ITO三层结构制备了TiO2光电导型紫外探测器,研究了它的光响应。初步实验结果表明：TiO2薄膜在4W的紫光灯辐射下,光电流可达2．1mA,10min的辐射时间内,光电流基本保持稳定,可见TiO2薄膜对紫外光有较高的灵敏度和稳定性,可作为一种良好的紫外光探测材料。     

MPCVD多晶金刚石薄膜的生长特性研究

本文用微波等离子化学气相沉积系统（MPCVD）在单晶硅衬底上制备多晶金刚石薄膜,反应气体为CH4和H2。利用扫描电镜（SEM）和Raman光谱研究了CH4流量和反应时间对多晶金刚石薄膜形貌和碳结构的影响。结果表明：随着CH4流量的增加,金刚石的成核密度增加,并出现二次形核,金刚石颗粒从单晶逐渐转变为多晶结构。多晶金刚石薄膜的生长过程为：生长初期在单晶硅衬底上形成非晶碳层,金刚石在非晶碳层上成核长大,并伴随着二次成核,最终形成多晶金刚石膜。     

PCBN刀具材料与现代加工技术

随着科技的不断发展,对一些更坚固、更轻、更耐磨材料的需求也在不断增加,在现代工业尤其是汽车工业及航天航空工业中,复合材料及耐磨有色金属材料被大量使用,而采用普通刀具加工这类材料却难以胜任。因此,超硬刀具材料PCBN应运而生。本文对PCBN刀具用于高速与超高速切削、硬态干式切削、在数控机床上加工淬火钢加工以及不同应用领域对PCBN刀具材料的要求均有描述。指出,为达到我国未来工业经济的高速发展,超硬刀具的成功应用是一个关键因素。     

WC-Co硬质合金基体上高附着力金刚石薄膜的制备

采用微波等离子体化学气相沉积(CVD)法在WC-Co硬质合金基体上制备金刚石膜, 研究了TiN_x中间层的引入对金刚石薄膜质量及其附着性能的影响. 结果表明, 在酸浸蚀脱钴处理的基础上, 通过预沉积氮含量呈梯度变化的TiN_x中间过渡层, 可在硬质合金基体上制备出高质量的金刚石薄膜; 压痕法测试其临界载荷达1000N.     

MPCVD实验条件对碳氮纳米管薄膜场发射性能的影响

通过正交设计试验法研究了微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)实验条件对碳氮纳米管薄某》⑸湫阅艿挠跋?结果表明,当微波功率为1 500W、反应气压为8.5kPa、甲烷、氮气和氢气的流量比为8:20:80时,制备的碳氮纳米管薄膜场发射特性最好,其开启电场强度为3.2 V/μm,电场强度为8.0V/μm时的电流密度为3.5 mA/cm2.     

关于金刚石微粉强度问题探讨

拉曼光谱通过测定金刚石微粉颗粒的晶体结构及内部缺陷和杂质含量评价微粉强度品级,是一种科学、有效、能快速检测金刚石微粉强度品级的方法。根据拉曼光谱测定金刚石微粉强度品级,研究了金刚石微粉强度与金刚石单晶原料强度、金刚石原材料的合成时间、微粉生产工艺和微粉表面处理工艺之间的关系。结果表明,金刚石微粉的强度虽然与原材料强度品级密切相关,但并不呈线性比例增加;金刚石原材料的合成时间对金刚石微粉品级的影响更大;金刚石微粉破碎过程会造成微粉颗粒的内部损伤和内应力的增加,破碎分选不同料斗的相同粒度的微粉品级会有比较大的差别;强酸强碱处理会明显降低金刚石微粉的强度;用选出破碎料后的残余料做成的微粉强度品级会大幅度降低。以上结果有助于指导控制金刚石微粉生产中对强度的处理。     

非晶碳/Mo2C混合膜的场发射特性

以镀有Mo过渡层的A12O3衬底,在微波等离子体增强化学气相沉积(MPCVD)系统中,制备了非晶碳/Mo2C混合结构薄膜,反应气体为CH4和H2.在高真空室中测量了样品场发射特性.开启场强为0.55V/μm,在1.8V/μm电场下样品的发射电流密度为6.8mA/cm2.发射点点密度＞103/cm2.用SEM观察了表面形貌,Raman和XRD谱分析了薄膜的微观结构和成分.实验结果表明该薄膜是一种好的场致电子发射体.     

Al_2O_3-MgAlON复合材料裂纹愈合机理研究

以刚玉粉(≤3μm)和MgAION粉(≤2 μm)为原料,按W(刚玉粉)=75%,w(MgAlON粉)=25%的配比配料,制成3 mm×4 mm×36 rnm的试样,在N2气氛中于1 500℃煅烧2 h,采用维氏硬度计在试样表面中心位置制造裂纹(压痕),然后在氮气保护下分别加热至1 000、1 100、1 200、1 300、1 500和1 550℃保温6 h进行愈合处理.通过愈合前后裂纹部位显微结构和物相组成的分析,探讨了Al2O3,-MgAlON复合材料中裂纹的愈合机理和过程.结果表明:愈合前后Al2O3-MgAlON复合材料的物相组成和化学成分变化不大,裂纹的愈合机理主要是:以Al2O3和MgAlON的扩散填充为主,并伴随一定的晶粒长大填充;Al2O3-MgAlON复合材料的裂纹愈合过程大致为:裂尖钝化-岛状凸起-凸起接触及融合-次生裂纹收缩-完全愈合.     

纳米片状金刚石膜的生长过程

采用微波等离子化学气相沉积系统（MPCVD）在镀钛的单晶硅衬底上制备纳米金刚石薄膜。反应气体为CH4和H2,其流量比为1∶1,微波功率为1 800 W,反应气压为10 kPa。利用扫描电镜（SEM）和Raman光谱分析薄膜的形貌和碳结构。结果表明,纳米金刚石薄膜呈现片状的组织特征,其生长过程为：生长初期在单晶硅衬底上形成由纳米碳颗粒组成的球状碳团簇;随着沉积时间的增加,碳团簇逐渐增大,纳米碳颗粒定向排列或自组装,最终形成片状纳米金刚石膜。