导电金刚石及其应用

导电金刚石具有不同于普通金刚石的性质。目前有两种类型的导电金刚石:一是金刚石粒,另一是金刚石厚膜。它们的应用包括放电加工用的电极、导电金刚石零件、金刚石砂轮以及精密磨削工具等。     

CVD金刚石切削工具

阐述金刚石切削工具在机加工中的重要作用和CVD金刚石的优异性能以及CVD金刚石切削工具的形式。对CVD金刚石薄膜切削工具和CVD金刚石厚膜切削工具的特点和应用范围进行了分析对比，并指出存在问题和发展前景。     

不断发展的金刚石合成与应用技术

对金刚石的合成与应用技术进行了综合，重点介绍了人造金刚石行业具有里程碑意义的三次突破：第一颗金刚石的产生，金刚石膜的制成与爆炸法合成纳米金刚石，描述了金刚石行业的美好未来。     

间接加热合成工业金刚石工艺的研究

在工业金刚石的合成过程中．合成工艺对其有着重要的影响。文章在国产六面顶高压设备上。利用膜生长法．在Fe—Ni—C体系中对影响金刚石合成的工艺参数进行了考察。通过对合成工艺的调整,成功实现了对生长速度的有效控制,并成功合成出平均粒度为0．6mm的优质金刚石单晶。     

国内外金刚石技术比较

我国在金刚石的合成技术装备、高品级金刚石单晶合成技术与工艺、高质量金刚石制品、金刚石膜、纳米金刚石、金刚石的分选与检测等方面都存在着不足,同时也存在着巨大的专利发展空间。目前,国外已普遍采用两面顶压机来合成金刚石,在两面顶压机设备和工艺方面拥有许多专利,其高品级金刚石的市场占有率也较高。而我国在这方面还处于发展阶段,在工艺技术方面也存在着一些不足,与发达国家之间存在着一定的差距。在高品级金刚石的生产方面,我国取得了较大的进展,部分产品已接近或达到国外同类产品水平,但生产的品种数量还相当有限。在金刚石制品…     

微波等离子体炬法合成金刚石薄膜的研究

现采用微波等离子体炬法合成了金刚石薄膜,并探讨了微波功率变化对对金刚石膜质量的影响。结果表明:随着微波功率的增加,制备的金刚石薄膜结晶性越来越好;通过拉曼分析在微波功率800W,发现在1332cm-1处金刚石峰的相对强度最高,金刚石相纯度最高。     

常压下在PET基材上合成类金刚石膜的研究

本文介绍了在常压下合成的类金刚石膜(AP-DLC films),并对其阻气性和硬度进行了测量.采用射频等离子体化学气相沉积法(RF-PCVD)可在室温下获得均匀的类金刚石膜(薄膜面积450mm2).薄膜的沉积速率随C2H2体积浓度的增加而增大,平均沉积速率约为12μm/min.最大沉积速率1μm/s,约是低气压等离子体化学气相沉积法下薄膜沉积速率(1～2μm/h)的2000倍.AP-DLC膜(1μm厚)的阻气性是未处理PET基材的5～10倍.采用纳米压痕仪测得AP-DLC膜的显微硬度约为3GPa.薄膜衷面粉状粒子的消除可以提高其显微硬度和表面粗糙度.本文报道了采用RF-PCVD法常压下合成DLC膜的物理性能.同时,总结了PET瓶沉积DLC膜以及常压技术和相关DLC膜的发展,主要研究了薄膜的阻气性和显微硬度.     

关于合成金刚石薄膜的宝石学初步研究

为了解决在鉴别有合成金刚石薄膜的宝石材料和元膜宝石材料时可能遇到的问题,我们检测了一个厚约1μm、与基体分离的多晶金刚石薄膜样品。这种膜用标准显微镜检测方法很容易识别,在面反射光和偏振光下更是如此。对于在检测较厚薄片、单晶或者彩色合成金刚石薄膜和有刻面的宝石上的覆盖层时可能遇到的问题,本文也作了简要的讨论。     

化学气相沉淀法合成单晶金刚石膜实验探索

采用微波等离子体化学气相沉淀法合成了单晶金刚石膜,探索了化学气相沉淀法(CVD)单晶金刚石膜的生长机理.实验仪器采用石英管式微波等离子体化学气相沉积装置,种晶为3颗IaAB型天然金刚石原石,生长面近平行于(111)和(110)方向,生长温度为800℃,压力约为6 kPa,时间约为8 h.使用宝石显微镜和环境扫描电子显微镜观察分析了CVD单晶金刚石膜的生长表面形貌.结果表明,在生长面上可见明显的生长层,生长晶体无色透明,CVD单晶金刚石膜在生长面上横向外延生长,并形成定向的台阶状表面--"阶梯流".在相同的条件下,(111)方向上生长的CVD单晶金刚石膜比(110)方向上的更有序.H2浓度的大小对CVD单晶金刚石膜的质量有影响.     

不同晶粒尺寸对CVD金刚石膜机械性能的影响

采用热丝辅助化学气相沉积（CVD）工艺制备出纳米、微米及细晶粒金刚石膜材料。观察了这三种金刚石膜的表面形貌并对上述金刚石膜的物理机械性能包括抗弯强度和耐磨性进行了实验性研究。结果表明,细晶粒结构的金刚石膜具有最高的抗弯强度．纳米结构的金刚石膜耐磨性最好。综合两个技术指标认为：细晶粒金刚石膜是三种晶粒结构中最佳的刀具制造材料。     

氨气对热阴极CVD法制备纳米金刚石膜的影响

采用直流热阴级化学气相沉积（DC-PACVD）方法,以NH3＋CH4＋H2混合气体作为气源,通过改变氨气浓度,在单晶硅（111）基片上沉积纳米金刚石膜.采用扫描电子显微镜、原子力显微镜和拉曼光谱仪分析了不同氨气浓度下制备的纳米金刚石膜。结果表明：在基体温度为700℃条件下,随着氨气浓度的增大,纳米金刚石膜中的金刚石相含量增加,非金刚石相含量相对减少;晶粒的平均粒度减小。在一定范围内氨气浓度增加,有助于提高纳米金刚石膜质量;在氨气流量达到8 mL/min时,获得了质量最好的纳米金刚石膜,其平均晶粒尺寸约为64 nm、均方根粗糙度约为27.4 nm。并提出了掺氮纳米金刚石薄膜的生长模型,对相应现象给出了解释。     

硬质合金表面粗糙度对金刚石涂层附着力影响的研究

采用不同粒度的金剐石粉研磨硬质合金基体表面,然后采用酸碱两步法处理基体,清洗后利用热丝化学气相沉积法（HFCVD）沉积金刚石涂层。扫描电镜观察表面金刚石形貌,洛氏硬度压痕法评价涂层结合情况。实验结果表明适当的表面粗糙度可以有效地提高膜基结合水平。     

氧离子注入对金刚石薄膜微结构和力学性能的影响

采用扫描电镜（SEM）、Raman光谱和纳米压痕法研究了氧离子注入对低硼掺杂金刚石薄膜微结构和力学性能的影响。结果表明,薄膜中注入较高剂量的氧离子并退火后,晶粒尺寸减小。氧离子注入导致薄膜中金刚石含量减小;1000℃退火后,薄膜中金刚石含量增加为99．8％。氧离子注入后,薄膜中的内应力由拉应力转变为压应力;退火后,薄膜内应力再转变为柱应力。氧离子注入后的金刚石薄膜的硬度较注入前的薄膜硬度有所降低,但其硬度仍然大于40GPa并具有良好的弹性恢复率。薄膜的力学性能与薄膜中的金刚石含量、晶粒尺寸和应力值有直接关系。     

CVD金刚石膜超精密度刀具技术研究

文章对CVD金刚石的物理特性进行了描述,研究了CVD金刚石膜制作超精密刀具的工艺技术方法,设计了生产工艺流程,对生产的CVD金刚石膜直刃和圆弧超精密刀具的精度及加工件的精度进行了测试,表明CVD金刚石膜是一种非常优异的超精密刀具的制作材料,应用前号非常广阔。     

CVD法制声表面波基片金刚石层细晶粒的生长研究

金刚石/硅声表面波基片的金刚石层晶粒的细化有利于传播能量损耗的降低,采用热丝化学气相沉积法进行了硅基体上沉积细晶粒金刚石工艺的初步探索。探讨了基体温度、气压、氩气和甲烷浓度等因素对金刚石细晶粒生长的影响。对相应样品进行了扫描电镜和拉曼散射光谱分析。结果表明:在低气压范围、相同氩气浓度下,随着气压的降低,甲烷浓度也要相应降低,才能保证类似的金刚石结晶质量。同时,降低气压达到一定值后,金刚石晶粒尺寸变小,经测试可达到纳米级。     

人造金刚石氮含量的热导率法分析

文章推荐了一种通过气体热导率来检测金刚石氮含量的分析方法。该分析方法精度高、重复性好、所需样品少、费用较低,不但能用于金刚石物性研究,也能广泛用于金刚石生产厂家或用户的金刚石质量控制。     

CVD金刚石薄膜技术发展现状及展望（上）

简要描述了CVD金刚石薄膜技术的发展历程。介绍了纳米特别是超纳米金刚石膜、CVD金刚石大单晶的技术特点及其应用。超纳米金刚石膜在MEMS（微机电系统）、电化学和生物医学上的应用和CVD金刚石大单晶是当前的研究热点。简言之,金刚石的发展向着更大或者更小的方向深入进行,即＂非大即小＂。     

直流电弧等离子体喷射法高速制备高质量纳米金刚石膜研究

利用直流电弧等离子体喷射法沉积装置在底径Ф65mm高5mm的Mo球面衬底上成功制备出纳米金刚石薄膜,文章研究了在稳定电弧状态下碳氢比对金刚石膜形貌的影响。通过扫描电子显微镜、原子力显微镜及Raman光谱对样品的晶粒尺寸及质量进行了表征。研究结果表明：在稳定电弧状态下,通过提高碳氢比可以在Mo球面衬底上的表面高速沉积出高质量的纳米金刚石薄膜,晶粒尺寸大约为4-80nm,平均粒径27．4nm。     

基于喷覆植砂法金刚石线锯的研制

采用喷覆植砂法研制一种新型的紫外光固化金刚石线锯。根据植砂原理,气流将磨粒喷覆到树脂层上,经紫外光照射固化而制成锯丝。用该锯丝对大理石进行切割试验,结果表明该锯丝具有较高的切割效率和良好的表面加工质量。图4表1参9