在WC-TiC-Co硬质合金基体上制备金刚石薄膜的试验研究

通过采用Cu/Ti复合过渡层在WC TiC Co硬质合金基体上制备金刚石薄膜的试验 ,研究了沉积工艺对金刚石薄膜的质量、表面粗糙度及附着力的影响。研究结果表明 ,采用Cu/Ti复合过渡层有利于提高金刚石薄膜的附着力 ;适当降低沉积温度虽然会导致金刚石薄膜中非金刚石碳含量增加 ,但有利于增强膜层附着力。     

过渡层类型对类金刚石薄膜性能的影响

采用电子回旋微波等离子体气相沉积和磁控溅射法相结合的方法,通过石墨靶材和金属钛靶在不锈钢和Al2O3陶瓷基片上沉积了具有不同过渡层的含钛的C薄膜,研究了不同薄膜与衬底的中间层类型对薄膜的表面形貌、硬度、摩擦磨损性能、表面能的影响.结果表明,导电基底更有助于成膜的致密性和均匀性,薄膜为衬底/Ti/TiN/TiCN/C结构时硬度最高.     

硬质合金表面化学镀Ni-P-金刚石粉沉积金刚石膜的研究

利用直流等离子射流装置在以化学镀Ni-P-金刚石粉为过渡层的硬质合金上沉积金刚石薄膜。采用SEM、EDS和X射线衍射仪(XRD)初步探讨了金刚石薄膜的表面形貌和物相组成。结果表明硬质合金刀片表面化学镀Ni-P后沉积金刚石薄膜,金刚石成核密度小、晶形差,难以得到结晶质量良好的金刚石膜。而在硬质合金刀片表面化学镀Ni-P-金刚石粉后沉积金刚石薄膜,成核密度比较高,晶形多为(100),但结合力较差。     

纳米碳管对MWPCVD过程增强金刚石形核的影响

利用石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积（ＭＷＰＣＶＤ）实验装置,研究了硅基体表面沉积金刚石薄膜时纳米碳管对金刚石形核过程的影响。扫描电子显微镜（ＳＥＭ）形貌分析结果显示,纳米碳管处理能够促进金刚石形核。对非研磨基体而言,这是一种有效的增强金刚石形核的表面预处理方式。     

Cr过渡层沉积粘附型CVD金刚石膜的机理研究

研究了电沉积层作为过渡层沉积CVD金刚石膜的工艺，在硬质合金的Cr电沉积层上用热丝法沉积出CVD金刚石膜。利用SEM分析了电沉积层的形貌，利用EPMA分析了H等离子处理后电沉积层的断面，利用SEM和Raman分析了金刚石膜的表面形貌、成分，利用XRD分析了过渡层和CVD金刚石膜的结合面．利用压痕法研究了金刚石薄膜与基体的结合力。结果表明，H等离子处理使得硬质合全与Cr镀层成为冶金结合，提高了电沉积层的结合强度；在Cr过渡层与金刚石膜之间形成的Cr3C2和Cr7C3等碳化物有利于金刚石的成核和膜基结合强度的提高。     

以SiC过渡层为预处理工艺的金刚石涂层硬质合金微径铣刀研究

研究了采用强电流直流伸展电弧等离子体CVD技术,以SiC过渡层为预处理工艺,直径为0.8mm的微径铣刀上纳米金刚石涂层的制备。通过铣削6063DL31铝合金并与未涂层的微径铣刀进行对比,验证SiC过渡层+金刚石涂层微径铣刀的切削性能。结果表明,SiC过渡层可以有效降低Co对金刚石涂层沉积的不利影响,改善金刚石涂层的附着力,同时,铝合金铣削试验表明,金刚石涂层微径铣刀可以有效降低切屑的黏结和毛刺的形成,并且显著降低加工工件的表面粗糙度;因此,薄SiC过渡层可以作为预处理工艺应用于微径铣刀上金刚石涂层的制备。     

金刚石薄膜在刀具上的沉积与应用

一、前言低真空气相沉积金刚石薄膜的技术自从1951年在实验室向世以来，经过20多年的徘徊，终于在70年代末取得了突破性进展，低真空化学气相沉积金刚石薄膜的生长速度由每小时几个埃增加到每小时见微米，开始进入到工业应用的开发阶段。低真空化学气相．沉积法生产金刚石薄膜的基本原理是在低真空条件下（10～104Pa），利用金刚石热力学的亚稳状态，在氢气作用下，促使碳按金刚石结晶。这样生成的金刚石与天然金刚石有相近的性能，由于是以薄膜的形式存在，所以它有巨大的应用前景。目前研究金刚石薄膜在电子，半导体，光学，传感器，机械…     

用富勒烯碳管作形核剂在铜／钨钽中间层的铁基材料上沉积金刚石

研究了用富勒烯族碳纳米管作金刚石核剂,在沉积了铜／钨钽中间层的铁基材料上的用热丝法化学气相沉积金刚石膜的规律。用扫描电子显微镜、拉曼光谱、Ｘ射线衍射仪检测金刚石膜的质量和中间层的结构变化,结果表明当中间怪只有钨层时不能沉积出金人有当中间上镀镀铜层和钨钽层或钨层时可以沉积出金刚石膜。     

铝过渡层沉积CVD金刚石涂层的研究

使用Murakami溶液和王水预处理高钴硬质合金刀片,并用直流磁控溅射(DCS)技术在此硬质合金上溅射铝过渡层,在热丝化学气相沉积(HFCVD)设备里沉积金刚石薄膜;分析了金刚石形核机理,并利用SEM以及Raman等方法表征试样。结果表明:与未溅射过渡层的样品相比,在过渡层上的金刚石形核密度更高,金刚石颗粒尺寸更加细小。     

金刚石薄膜与 WC-Co 硬质合金的附着性研究

以甲烷和氢气为气源，用热丝ＣＶＤ法，在ＷＣ－６％Ｃｏ的硬质合金基体上沉积金刚石薄膜。研究了基体表面经抛光、腐蚀、脱碳及镀中间层等不同的预处理对金刚石薄膜与基体的附着性的影响。试验结果表明：基体表面经抛光、腐蚀再经脱碳或镀ＴｉＮ中间层，可改善和提高附着性，金刚石薄膜的形核率和沉积速率有所降低；基体表面只经抛光、腐蚀预处理，金刚石薄膜的形核率和沉积速率较高，结晶性好，但附着性较差；采用分段沉积，可以提高金刚石薄膜的附着性。     

硬质合金基体预处理工艺对CVD金刚石涂层附着性能的影响

采用热丝CVD法通过不同基体处理工艺在YG8和YG6硬质合金基体上沉积了金刚石涂层,考察了基体表面预处理工艺对基体表面形貌、残留钴含量以及涂层结合力的影响。实验结果表明,一步法酸刻蚀的最佳作用时间为15min左右,无论采用一步法还是二步法,处理后的YG8硬质合金基体表面残留钴均已大幅降低至3%左右,而二步法处理后YG6基体表面钴含量仅为0.66%。通过压痕实验对比分析得出,一步法酸处理15min后的硬质合金基体上沉积的金刚石涂层压痕较小,其最大压痕尺寸为145μm,两步法处理硬质合金基体金刚石涂层压痕面积最小,表现出良好的附着性能。     

基于裸芯片封装的金刚石/铜复合材料基板性能研究

基板是裸芯片封装中热传导的关键环节。随着微电子技术的发展,组件热流密度越来越大,对新型基板材料的要求越来越高,要求具有高的热导率、低的热膨胀系数以及较低的密度。金刚石/铜复合材料作为新一代基板材料正得到愈来愈多的关注。文中分别通过实验和计算机仿真分析了金刚石/铜复合材料的镀覆性、焊接性以及作为基板材料的热性能。结果表明...     

MPCVD法加偏压下金刚石膜的成核行为

用微波等离子体化学气相沉积法(M PCVD),探讨了在S i(100)衬底上加偏压电场情况下金刚石膜的成核行为。侧向力显微(LFM)表明偏压电场对金刚石成核有促进作用,并分析了偏压电场促进金刚石成核的机制。     

基底组织对酸蚀预处理工艺及金刚石薄膜特性的影响

采用原子吸收光谱(AAS)标准曲线法对YG系列硬质合金刀具酸蚀后浸蚀溶液中的Co浓度进行了定量测试;采用洛氏硬度(HRC)计跟踪测试了不同酸蚀时间后刀具硬度的变化;采用扫描电子显微镜(SEM)观察了硬质合金刀具酸蚀前后的组织变化及金刚石薄膜的组织形貌。结果表明:YG类硬质合金刀具基底含Co量越高,基底晶粒越粗大,酸蚀速度越快,酸对基底组织刻蚀能力越强;随着酸蚀时间的延长,硬质合金刀具硬度不断降低,YG6、YG6X、YG8刀具分别在刻蚀300秒、420秒、180秒后出现刀具硬度急剧下降。镀膜结果显示,YG6、YG6X刀具最佳酸蚀预处理时间分别为300秒和420秒;对于YG8刀具,只有增加酸蚀时间以消除或减弱Co的不利影响,但这将导致刀具机械性能显著下降。     

金刚石薄膜断裂强度及形貌分析

金刚石薄膜以其优异的性能成为许多行业不可或缺的功能材料,但因金刚石薄膜制备质量差、不稳定,导致金刚石薄膜力学性能的研究一直处于探索阶段,没有得出系统全面的结论。本文利用金刚石力学试验机对自支撑金刚石薄膜断裂强度与薄膜沉积厚度、抛光与否之间的关系进行了研究,利用扫描电子显微镜SEM对金刚石薄膜的表面和断口形貌进行了分析。研究表明,自支撑金刚石薄膜断裂主要是解离断裂,且其断裂强度随着沉积厚度的增加而减低,自支撑金刚石薄膜是否经过抛光对其断裂强度的大小有显著影响。     

微/纳米CVD金刚石涂层的制备

使用热丝化学气相沉积(HFCVD)装置,在以WC - CO硬质合金为衬底,采用调节涂层生长参数,制备出性能优良的微/纳米金刚石涂层.用SEM,AFM,Raman表征微观结构和表面品质.采用压痕法评估涂层的结合性能,并与微米金刚石涂层、纳米金刚石涂层进行比较.结果显示,当生长气压由3.3 kPa降为1.0 kPa时,底层的微米级晶粒逐渐被上层纳米级晶粒覆盖,并且涂层表面显露出纳米金刚石涂层特性.在结合性能实验中也指出,微/纳米金刚石涂层的结合性能比纳米金刚石涂层要优异.     

热丝CVD法制备大面积金刚石薄膜基片的变形

采用热丝CVD法制备的大面积金刚石薄膜存在基片变形严重的问题,通过对热丝CVD设备和沉积工艺进行改进,成功解决了直径76mm、厚度0.4mm硅片的变形问题。结果表明:改进后金刚石薄膜基片的翘曲度为0.296%,比改进前的降低了88.9%;改进后金刚石薄膜的质量及晶粒大小均匀,膜厚不均匀度仅为1.53%,具有优异的大面积均匀性。