正偏压对微波等离子体CVD法制备金刚石薄膜的影响

线形同轴耦合式微波等离子体CVD法是在硬质合金微型钻头(微钻)表面沉积金刚石涂层的最佳方法之一.本文首先研究了酸碱两步预处理后微钻表面的形貌和成分,然后研究了微钻工作表面金刚石的沉积情况,最后重点研究了正偏压对微钻不同位置金刚石生长的影响.结果表明,在微钻上施加50 V正偏压时,金刚石薄膜具有最佳的形貌和较好的均匀性.     

分体圆柱谐振腔法用于金刚石膜微波介电性能测试的研究

针对金刚石膜微波介电损耗低、厚度薄带来的微波介电性能测试难点, 研制了一台分体圆柱谐振腔式微波介电性能测试装置。利用不同直径的蓝宝石单晶样品, 用上述装置对低损耗薄膜类样品微波介电性能的测试能力及样品直径对测试结果的影响进行了实验研究。在此基础上, 使用分体圆柱谐振腔式微波介电性能测试装置对微波等离子体化学气相沉积法和直流电弧等离子体喷射法制备的高品质金刚石膜在Ka波段的微波介电性能进行了测试比较。测试结果表明, 由Raman光谱、紫外-可见光谱等分析证明品质较优的微波等离子体化学气相沉积法制备的金刚石膜具有更高的微波介电性能, 其相对介电常数和微波介电损耗值均低于直流电弧等离子体喷射法制备的金刚石膜。     

金刚石膜中黑色缺陷形成过程的计算机模拟

多晶金刚石膜中的黑色缺陷是影响材料光学、电学性能的一种重要缺陷。利用水平集方法对黑色缺陷的形成过程进行了模拟。模拟的基本假设为:黑色缺陷形成的基本条件为相邻晶粒间的晶界环境使活性气体扩散的过程难以进行,形成了一种形如"峡谷"状的、相邻晶面夹角30°的局部环境。金刚石膜的生长参数α2d值由1.3改变为1.5,在其晶粒表面{11}面上形成孪晶。孪晶的长大促进了黑色缺陷的形成。     

大面积高质量金刚石自支撑膜热导率的影响因素研究

通过Raman、XRD、SEM分析方法分别对大面积高质量金刚石自支撑膜的质量、晶体结构、晶粒尺寸进行研究,分析它们对金刚石自支撑膜热导率的影响.研究结果表明,金刚石自支撑膜的质量对热导率的影响较大,质量越好,热导率越接近于天然金刚石的热导率;并且金刚石自支撑膜中晶体[220]取向度越高,热导率越高.形核面晶粒尺寸越大,晶粒间的晶界就减少,有利于提高金刚石自支撑膜的热导率.     

化学气相沉积金刚石涂层硬质合金工具及其应用

化学气相沉积金刚石涂层硬质合金工具综合了金刚石和硬质合金的优异性能。并且性能价格比非常好，是有发展前途的、理想的工具材料之一。它的应用前景广阔，可广泛应用于难加工材料的切削加工、电子工业和生物医学等诸多领域。[编按]     

真空渗硼预处理在CVD金刚石-硬质合金涂层工具中的应用

采用固体粉末真空渗硼工艺，研究了硬质合金工具表面真空渗硼预处理对金刚石涂层附着力的影响，研究结果表明，硬质合金工具通过固定粉末真空渗硼处理，表面生成具有较高稳定性的以CoWB、CoB为主的渗层，经过长时间的金刚石涂层后，硬质合金工具表面出现Co3B和W2Co21B6相，没有单质Co相出现，克服了金刚石沉积中硬质合金表面钴的不利影响，使标志金刚石涂层附着力的压痕测试的临界载荷达到了1500N，并且有着较好的重现性。     

含金刚石的复相过渡层及Al2O3衬底上金刚石薄膜的附着力

采用微波等离子体化学气相沉积的方法，以H2和八甲基环四硅氧烷(D4)为原料，在H2(Ⅱ)：H2(Ⅰ，为带动D4的载气)的流量比23：l，P=5332．88Pa，Ts=850℃左右的工艺条件下，制备了含有金刚石及一定量SiO2和SiC的复相薄膜。初步的实验结果表明，金刚石相可在该复相薄膜上继续生长，进而形成高质量的金刚石薄膜。同时，与在Al2O3衬底上直接沉积的金刚石涂层相比，采用上述复相薄膜作为过渡层可明显地提高金刚石涂层对于Al2O3陶瓷衬底的附着力。     

金刚石膜氧化行为的TGA分析

采用热重分析法(TGA)对直流等离子体喷射制备的金刚石膜在空气中的氧化行为进行了研究,结果表明;直流等离子体喷射制备的金刚石膜氧化激活能为220KJ/mol,与天然金刚石的氧化激活能相当.用扫描电子显微镜(SEM)和Raman光谱对金刚石膜氧化前后的形貌和成分作了分析.结果表明金刚石膜在空气中氧化优先刻蚀晶界和孔隙,孔隙不断增加,晶界瓦解,金刚石膜成为一个个柱状单晶粉末;金刚石膜氧化前后未出现石墨或其它中间产物.     

硬质合金金刚石涂层工具基体前处理有效方法探讨

利用两种溶液浸蚀硬质合金表面，分别选择性刻蚀WC和Co.这不仅强粗化了硬质合金表面，而且，还能抑制CO在金刚石沉积过程中的负作用，从,而，提高了金刚石薄膜的质量和涂层的附着力。     

酸浸+等离子体刻蚀YG6微米-纳米金刚石复合涂层工具研究

金刚石涂层工具一直是金刚石膜工具应用研究的主流.制约其产业化的主要因素是涂层的附着力低和微晶金刚石涂层工具的加工精度差.通过对衬底的有效预处理和CVD沉积过程控制的研究,开发在硬质合金基体上沉积高结合强度、低粗糙度的金刚石涂层新技术,对于实现CVD金刚石涂层刀具高效、高精度切削加工具有重要意义.对旨在提高金刚石涂层附着力的预处理技术,本文探索了将酸蚀脱钴+等离子体刻蚀处理衬底法.利用优化的沉积工艺,在酸浸+等离子刻蚀处理的YG6刀片上沉积的两层金刚石复合膜表面粗糙度为0.13μm,附着力压痕测试临界载荷大于1500N.金刚石涂层工具的切削加工性能明显高于无涂层硬质合金工具.在加工ZAlSi12合金时,单层和两层金刚石涂层车刀片的切削寿命分别是无涂层车刀片切削寿命的21倍和28倍.