WC-Co硬质合金表面不同去钴预处理方法的比较研究

用微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)制备金刚石薄膜涂层之前,采用盐酸、硝酸化学腐蚀和氢-氧等离子体对WC-Co硬质合金(YG6)基体表面进行去钴预处理。扫描电子显微镜形貌观察和X射线衍射谱分析都表明,与化学腐蚀方法相比,氢-氧等离子体处理具有独特的表面去钴效果,沉积金刚石薄膜的喇曼谱分析更证实其对涂层质量的改善,且对MWPCVD过程而言有其技术上的一些优越性。     

WC-Co硬质合金表面MW-PCVD制备金刚石薄膜去钴预处理的研究

研究了ＷＣ－Ｃｏ硬质合金刀具表面微波等离子体化学气相沉积（ＭＷ－ＰＣＶＤ）制备金刚石薄膜时不同的去钴预处理方式的影响。扫描电子显微镜形貌观察和喇曼谱分析表明，利用氢－氧等离子体处理方式有显著的去钴效果，相应沉积获得的金刚石薄膜质量相对较高。与酸腐蚀处理相比，微波等离子体化学气相沉积装置中实现氢－氧等离子体处理方式具有独特的优越性。     

WC—Co硬质合金表面MW—PCVD制备金刚石薄膜去钴预处理的研究

研究了ＷＣ－Ｃｏ硬质合金刀具表面微波等离子体化学气相沉积（ＭＷ－ＰＣＶＤ）制备金刚石薄膜时不同的去钴预处理方式的影响。扫描电子显微镜形貌观察和喇曼谱分析表明，利用氢－氧等离子体处理方式有显著的去钴效果，相应沉积获得的金刚石薄膜质量相对较高。与酸腐蚀处理相比，微波等离子体化学气相沉积装置中实现氢－氧等离子体处理方式具有独特的优越性。     

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。     

基片位置对MWPCVD制备金刚石薄膜的影响

在石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积实验装置中研究了基片位置对金刚石薄膜沉积质量的影响。扫描电子显微镜显微形貌观察和激光喇曼谱分析表明，对微波等离子体化学气相沉积制备金刚石薄膜而言，基片位置处于近等离子体球下游区域将有利于改善金刚石薄膜沉积质量。     

表面镀钛对金刚石薄膜场发射特性的影响

利用等离子体化学气相（MWPCVD）沉积法在Si（100）面上沉积了金刚石薄膜,采用SEM、AFM、XRD、Raman、XPS等方法对薄膜的结构及表面形貌进行了分析。为提高薄膜的场发射性能,在金刚石表面溅射了金属Ti,对比金刚石薄膜、金刚石／金属Ti复合薄膜的场发射性能,结果表明,金刚石／金属Ti薄膜的发射电流密度更大,且随着电场的增加电流密度急剧增加,开启电场低,约为3V／μm,当电场为25V／μm时发射电流密度可达到1400mA／cm2,并在机理上进行了一些探索,对金刚石／金属复合结构薄膜的场发射性能研究有重要意义。     

水冷反应室成MWPCVD制备金刚石膜装置研制

微波等离子体化学气相沉积（MWPCVD）是制备金刚石膜的一种重要方法。为了获得金刚石膜的高速率大面积沉积,研制成功了水冷反应室式MWPCVD制备金刚石膜的装置,装置在微波输入功率为3.0kW时能长时间稳定运行,并在硅衬底上沉积出金刚石膜。     

用热丝法在硬质合金基体上沉积金刚石膜的研究

用XRD，SEM和Raman光谱仪，洛氏硬度计等分析检测手段。研究了经表面两步法侵蚀后，YG15硬质合金基体上用热丝法沉积出的金刚石薄膜的晶体结构，显微组织，化学纯度及粘结性能等，结果表明，硬质合金基体表面一定深度范围内钴含量的变化。对金刚石薄膜的晶体结构取向，组织形态，化学纯度及粘结性能等有很大影响。（1）在基体表面深度约为5μm范围内，当钴含量为0.81%时，金刚厂长汪膜具有明显的{111}面取向，其金刚石纯度较高；而当钴含量为1.05%时，具有{110}和{111}面的混合取向，其金刚石纯度较低，且其薄膜具有较高的内应力。（2）当CVD沉积温度为800℃时，金刚石薄膜的晶粒度约为1-3μm。（3）与多边形金刚石薄膜相比，菱形金刚石薄膜与硬质合金基体具有较高的粘结性能。     

基片预处理对MWPCVD金刚石薄膜的影响

利用自行研制的石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜装置，研究了硅基片的不同预处理方式对沉积结果的影响。通过扫描电子显微镜形貌观察和喇曼谱分析表明，基片预处理能提高形核密度；用于预处理的金刚石研磨膏的粒度不同，影响金刚石薄膜沉积时的形核密度，晶形和薄膜的质量；表面划痕对沉积金刚石薄膜的影响具有双重性。     

基片位置对MWPCVD制备金刚石薄膜的影响

在石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积实验装置中研究了基片位置对金刚石薄膜沉积质量的影响。扫描电子显微镜显微形貌观察和激光喇曼谱分析表明 ,对微波等离子体化学气相沉积制备金刚石薄膜而言 ,基片位置处于近等离子体球下游区域将有利于改善金刚石薄膜沉积质量。     

基片预处理对MWPCVD金刚石薄膜的影响

利用自行研制的石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜装置，研究了硅基片的不同预处理方式对沉积结果的影响。通过扫描电子显微镜形貌观察和喇曼谱分析表明，基片预处理能提高形核密度；用于预处理的金刚石研磨膏的粒度不同，影响金刚石薄膜沉积时的形核密度、晶形和薄膜的质量；表面划痕对沉积金刚石薄膜的影响具有双重性。     

微波等离子体CVD法制备β—SiC薄膜

本研究采用微波等离子体化学气相沉积法(MWPCVD),以三氯甲基硅烷和氢气为原料,在高纯石墨基片上制备出β-SiC多晶薄膜。随沉积条件不同,其薄膜有黑、灰、黄、褐等4种典型颜色。实验表明,氢气与三氯甲基硅烷的比率是影响薄膜外观颜色的最主要因素。XRD分析表明,黑色薄膜中存在游离碳,黄色及褐色薄膜中含有游离硅,仅灰色薄膜组分较纯。该法制备薄膜生长速度快且晶粒均匀细小。光电子能谱分析发现薄膜表面存在二氧化硅、吸附氧及CHx基团等,这是薄膜制备中的主要杂质。     

氧化铝基体表面预处理对金刚石薄膜生长的影响

采用微波等离子体化学气相沉积方法,在经不同预处理的氧化铝衬底上沉积金刚石薄膜.用X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、扫描电镜(SEM)对所得薄膜的成分、物相纯度和表面形貌进行表征,比较不同的预处理方式对金刚石薄膜生长的影响.结果表明,基体表面经过熔融碱腐蚀后形成薄膜的膜基结合良好且膜材质量最佳,但表面平整度较低;而基体只经金刚石微粉乙醇悬浊液超声处理则在沉积时金刚石容易成膜,且结构要更为致密;在经过酸腐蚀的基体上沉积金刚石薄膜时,容易在薄膜与基体之间先形成过渡层,而后才进行金刚石薄膜的沉积.所得结果表明熔融碱腐蚀处理是获得电学应用氧化铝基金刚石薄膜复合材料的最适宜的基体表面预处理.     

等离子体刻蚀处理对金刚石膜粘附性能的影响

采用直流等离子体射流ＣＶＤ法在ＹＧ８质合金基体上成功地合成了多晶金刚薄膜。通常基体表面经金刚石磨盘研磨、稀硝酸化学侵蚀脱钴预处理后，沉积的金刚石薄膜的的粘附性能仍不理想。本文首次采用原位的Ａｒ－Ｈ２等离子体射流对基体表面进行适当的轰击、刻蚀处理，显著粗化了基体表面，并使基体表面显微组织和化学成分发生重大变化，并且在合适的沉积工艺条件下，沉积的金刚石膜的粘附性能显著提高。借助ＸＲＤ、ＳＥＥＭ、ＴＥＭ     

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。     

氮气对MPCVD法金刚石薄膜性能的影响

在CH4和H2的混合气体中，加入N2，并不断改变其含量，用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）设备制备了金刚石薄膜。利用扫描电镜观察薄膜的表面形貌，用X-ray衍射方法进行物相鉴定，用Raman光谱分析薄膜的纯度。结果表明：氮气含量不同，薄膜的沉积情况也不同，由于氮气含量的变化，薄膜沉积过程中形成一种纳米聚晶金刚石薄膜，本文从氮离子轰击和晶粒生长的角度分析了氮的添加对所制备的金刚石薄膜性能的影响。     

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。     

采用MPCVD法在硅衬底上选择性生长金刚石膜

采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法在附有SiO2掩摸的硅衬底上选择性沉积出了金刚石膜。采用扫描电子显微镜（SEM）和Raman光谱仪对金刚石膜的表面形貌和结构进行了表征。并讨论了衬底温度对金刚石薄膜选择性沉积的影响。得出了较佳的沉积条件。     

脉冲微波表面波PECVD在有机PET表面沉积DLC薄膜的阻隔性研究

目的 探讨使用脉冲微波表面波等离子体辅助化学气相沉积技术在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）材料表面沉积类金刚石薄膜作为阻隔层的可行性。方法 以C2H2为单体,氩（Ar）为放电气体,采用脉冲微波表面波等离子体化学气相沉积（PECVD）技术在有机PET材料表面沉积类金刚石（Diamond-like Carbon, DLC）薄膜。研究工艺参数,如脉冲微波放电功率、工作气压、单体与工作气体的体积比等,对DLC薄膜沉积速率和阻隔性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、原子力显微镜（AFM）、氧气和水蒸气透过率测试仪等对薄膜结构与性能进行表征。结果 DLC薄膜的结构和成分随着等离子体放电工艺参数的变化而改变,造成其阻隔性能也随之发生变化。PET表面沉积纳米级DLC薄膜后,氧气透过率和水蒸气透过率可以分别降至0.58 mL/(m2?d)和2.5 g/(m2?d)。结论 DLC薄膜对氧气和水蒸气都表现出良好的阻隔性,可以应用于食品、药品的阻隔包装。     

金刚石薄膜涂层硬质合金刀具的界面表征

采用SEM对金刚石薄膜涂层硬质合金刀具的金刚石薄膜表面、背面及金刚石薄膜剥落后的硬质合金刀片表面的典型形貌进行了观察,并采用TEM对金刚石薄膜／硬质合金刀片横截面的微观组织进行了研究,还采用FT—Raman光谱法对金刚石薄膜表面及金刚石薄膜剥落后的硬质合金刀片表面的微观结构进行了表征．结果表明：经适当的化学侵蚀脱钻和等离子体刻蚀脱碳预处理后,金刚石薄膜涂层硬质合金刀具的界面通常存在薄的（数十nm）石墨碳层;局部区域见到金刚石粒子直接生长在WC颗粒上,金刚石膜／基横截面的典型组织层次为：金刚石薄膜／薄的石墨碳层／细小的WC层／残留的脱碳层（η相＋W相）／原始的硬质合金基体．