液相电化学沉积法制备类金刚石薄膜的研究进展

阐述液相电化学沉积法制备类金刚石碳(DLC)薄膜的原理,介绍液相制备法的优势,从电解液、电压、掺杂元素以及反应机理4个方面介绍电化学法制备类金刚石薄膜的研究进展。总结DLC薄膜的性能以及在不同领域的应用,并对液相电沉积DLC薄膜的发展前景进行了展望。     

金刚石薄膜的性质、制备及应用

金刚石有着优异的物理化学性质，化学气相沉积金刚石薄膜的研究受到研究人员和工业界的广泛关注。通过评述金刚石薄膜的性质、制备方法及应用等方面的研究成果，着重阐述化学气相沉积金刚石薄膜技术的基本原理，分析了各种沉积技术的优、缺点。结合对金刚石薄膜应用的讨论，分析了金刚石薄膜在工业应用中存在的问题和制备技术的发展方向。分析结果表明：MWCVD法是高速率、高质量、大面积沉积金刚石薄膜的首选方法；而提高金刚石的生长速度、降低生产成本等是进一步开发刚石薄膜工业化应用所需解决的主要问题。     

CVD金刚石薄膜抛光技术的研究进展

采用化学气相沉积 (CVD)方法在非金刚石衬底上沉积的金刚石薄膜 ,本质上为多晶 ,而且表面粗糙。然而 ,在金刚石薄膜的许多重要应用领域 ,如光学和电子学 ,都要求金刚石薄膜具有光滑表面 ,以便器件的制备或后续加工。本文论述了目前国际上出现的抛光CVD金刚石薄膜的主要方法 ,包括机械抛光法、热 化学抛光法、化学 机械抛光法、等离子体 /离子束抛光法以及激光抛光法等 ,深入分析了这些抛光方法的优点和不足 ,指出了今后需要重点解决的问题。最后 ,展望了CVD金刚石薄膜抛光技术的发展趋势     

多功能热丝化学气相沉积金刚石涂层制备设备的研制

根据国内热丝化学气相沉积金刚石制备设备现状现状,结合HFCVD法制备金刚石薄膜原理,研制多功能热丝化学气相沉积金刚石涂层制备设备。     

金刚石薄膜用钢基表面过渡层研究进展

介绍了影响钢基表面金刚石薄膜沉积的不利因素,分析和综述了近10年来在提高金刚石薄膜质量以及薄膜粘结性等方面所采用的各种中间过渡层及其研究进展.过渡层可采用沉积法制备,也可采用表面改性法制备.过渡层可以制备成单层膜结构,也可制备成多层膜结构.对于不同的基底材料应选择不同的过渡层.     

砷化镓衬底CVD金刚石薄膜辐射探测器的研究

在砷化镓（GaAs）衬底上采用微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）制备了金刚石薄膜,并对制备的薄膜进行抛光、表面氧化、退火等处理以提高薄膜质量,再用磁控溅射法在薄膜表面沉积金（Au）铝（Al）电极,制备了简易的CVD金刚石薄膜辐射探测器。采用扫描电子显微镜（SEM）和拉曼光谱（Raman）技术对制得的金刚石薄膜质量进行了分析研究。结果表明,薄膜为[100]晶面取向,表面平整,杂质含量低。采用5.9keV55FeX射线对所制备的探测器进行辐射实验,测出其光电流和暗电流特性,从而对辐射探测器性能进行了表征。     

纳米金刚石的制备及研究进展

纳米金刚石具有比普通金刚石更优越的性能,目前有诸多学者致力于纳米金刚石的研究。化学气相沉积法(CVD)制备纳米金刚石是近年来比较成熟的制备方法。通过简要描述纳米金刚石薄膜的生长机制,介绍了两种制备纳米金刚石薄膜的方法及其优势,讨论了两种方法在纳米金刚石的质量、尺寸及沉积速率等方面取得的最新研究进展,并对今后的主要研究方向进行了展望。     

类金刚石薄膜的气相沉积新型工艺发展

类金刚石薄膜有着与金刚石薄膜相近的优异性能,且其制备条件相对而言比较温和,因此其制备工艺的发展一直得到广大研究者的关注。在各类型制备工艺中,低温气相沉积法由于其制备条件容易实现,生产设备可大规模生产化而得到了广泛的应用。简述了传统制备类金刚石薄膜的低温工艺,重点介绍了现阶段微波电子回旋等离子体沉积和真空磁过滤弧沉积等新型工艺发展现状。     

热丝CVD金刚石薄膜制备及碳纳米管形核作用的研究

利用热丝化学气相沉积法 (HF CVD)进行了金刚石薄膜制备和碳纳米管形核作用的研究。获得了制备金刚石薄膜的优化工艺参数。利用碳纳米管作为形核前驱获得了高质量的金刚石薄膜 ,其沉积速率可达 2 5 μm/h ,晶粒生长完美 ,而且没有出现聚晶现象。研究了碳纳米管涂料质量对薄膜沉积特性的影响 ,并对其机理进行了初步探讨     

微波功率对掺氮纳米金刚石薄膜组成、结构及性能的影响

以CH4和CO2作生长金刚石薄膜的反应气体,以Ar作载气将三聚氰胺甲醇饱和溶液带入沉积室内作氮掺杂源,用微波等离子体化学气相沉积法在单晶硅衬底上制备出掺氮纳米金刚石薄膜。通过拉曼光谱、原子力显微镜、霍尔效应研究了掺氮纳米金刚石薄膜的组成、结构和导电性能,重点研究了微波输入功率对薄膜特性的影响。结果表明,制备的掺氮纳米金刚石薄膜具有良好的电子导电性,且随着激发等离子体微波功率的增大,其晶粒尺寸、晶界宽度、表面粗糙度和电导率增大,在最佳微波功率条件下制备出电子电导率高、材料质量好的纳米金刚石薄膜。     

化学气相沉积法制备超纳米金刚石薄膜

采用微波等离子体化学气相沉积法,利用CH4、SiO2和Ar的混合气体在单晶硅片基底上制备出高质量的超纳米金刚石薄膜.表征结果显示,制备的薄膜致密而均匀,晶粒平均尺寸约7.47nm,表面粗糙度约15.72nm,并且其金刚石相的物相纯度相对较高,是质量优异的超纳米金刚石薄膜材料.     

氢等离子作用下Fe、Co对金刚石膜刻蚀的研究

金刚石具有很高的硬度,加工困难,为寻找一种刻蚀效率较高的材料,利用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术,在氢等离子体作用下,研究了Fe、Co对CVD金刚石膜表面的刻蚀效率。用SEM观察刻蚀效果,用Raman光谱对其表面结构进行表征。结果表明：在氢等离子体的作用下,Fe、Co对金刚石表面都有明显的腐蚀作用,其中Fe的刻蚀速率较高,并且可以通过对溶碳材料的厚度控制,来实现对刻蚀速率与刻蚀量的有效控制。对刻蚀后的样品用混合酸及丙酮处理后,得到了可与原始金刚石相媲美的质量。     

系统压强对微波等离子体化学气相沉积金刚石成核的影响

为了在氧化铝上制备（100）定向织构的金刚石薄膜,必须先提高金刚石的成核密度,在微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）系统中,采用低压成核的方法,在氧化铝陶瓷上沉积出高成核密度的金刚石薄膜,扫描电镜显示其成核密度可达10^8cm^-2。在此基础上,沉积出（100）织构的金刚石薄膜。     

微波等离子体刻蚀处理对金刚石薄膜涂层刀具附着力和切削性能的影响

用HFCVD法在硬质合金（YG6）刀具衬底上沉积金刚石薄膜,用氢微波等离子体刻蚀的方法对衬底进行表面预处理,研究了该预处理技术对WC硬质合金衬底表面成分的影响,进一步探讨了所沉积金刚石薄膜的表面形貌和附着力,并通过难加工材料实际切削试验。研究了所制备的金刚石薄膜涂层刀具的切削性能。试验结果表明,Ar-H2微波等离子体刻蚀脱碳处理是提高金刚石薄膜附着力和改善涂层刀具切削性能的有效预处理方法。     

掺氮纳米金刚石膜的制备和性能

以Ar、CH4和CO2为反应气源,以三聚氰胺的甲醇饱和溶液为掺杂源,用微波等离子体化学气相沉积法在单晶硅基体上制备了掺氮的金刚石薄膜;用原子力显微镜,拉曼光谱以及霍尔效应测试仪等手段表征了膜的组成结构和半导体特性.结果表明:掺氮的金刚石薄膜晶粒平均尺寸约为20 nm,表面粗糙度约为8.935 nm,其拉曼光谱为典型的纳...     

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.     

微波等离子体化学气相沉积金刚石膜装置的研究进展

综述了各种微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）金刚石膜装置的结构及工作原理,并对它们各自的优缺点做了比较分析;基于MPCVD金刚石膜装置的发展现状,构想设计了一种新型高效的大功率大面积快速沉积CVD金刚石膜装置,并对其可行性做了初步分析研究。     

Synthesis and characterization of nano-crystalline CVD diamond film on pure titanium using Ar/CH4/H2 gas mixture

Titanium and Ti alloys have poor tribological properties and deposition of a well adherent diamond coating is a promising way to solve this problem. But diamond film deposition on pure titanium and Ti alloys is always difficult due to the high diffusion coefficient of carbon in Ti, the large mismatch in their thermal expansion coefficients, the complex nature of the interlayer formed during diamond deposition, and the difficulty of achieving very high nucleation density. A nano-crystalline diamond (NCD) film can resolve Ti and Ti alloys weak tribological performance due to its smooth surface. A well-adhered NCD film was successfully deposited on pure Ti substrate by using a microwave plasma assisted chemical vapor deposition (MWPCVD) system in the environment of Ar, CH₄ and H₂ gases at a moderate temperature. Detailed experimental results on the preparation, characterization and successful deposition of the NCD film on pure Ti are discussed.     

Growth of polycrystalline and nanocrystalline diamond films on pure titanium by microwave plasma assisted CVD process

Well-faceted polycrystalline diamond (PCD) films were deposited along with nanocrystalline diamond (NCD) films on the pure titanium substrate by a microwave plasma assisted chemical vapor deposition (MWPCVD) system in the environment of CH₄ and H₂ gases at a moderate temperature. Diamond film deposition on pure titanium and Ti alloys is always extremely hard due to the high diffusion coefficient of carbon in Ti, the big mismatch in their thermal expansion coefficients, the complex nature of the interlayer formed during diamond deposition, and the difficulty of attaining very high nucleation density. A well-faceted PCD film and a smooth NCD film were successfully deposited on pure Ti substrate by using a simple two-step deposition technique. Both films adhered well. Detailed experimental results on the preparation, characterization and successful deposition of the diamond coatings on pure Ti are discussed. Lastly, it is shown that smooth NCD film can be deposited at moderate temperature with sufficient diamond quality for mechanical and tribological applications.     

金刚石膜在多孔硅发光中的应用

采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法成功地在多孔硅上沉积出均匀、致密的金刚石膜。光致发光测量表明,金刚石膜可以有效稳定多孔硅的发光波长和发光强度,具有明显的钝化效应。金刚石膜的这个特点再加上高硬度特性使金刚石膜成为多孔硅的一种潜在的钝化膜。