形核密度对CVD金刚石涂层附着性能的影响

采用热丝化学气相沉积法（HFCVD）在硬质合金基体上进行金刚石的形核生长,使用扫描电镜（SEM）对金刚石涂层形核情况进行分析,研究了不同形核密度对CVD金刚石涂层附着力的影响。结果表明：当碳源浓度达到3%时,表面形核密度最高,约为107/cm2;浓度增大为4%时,形核密度降低。通过压痕实验对比分析得出形核工艺中碳源浓度为3%时沉积的金刚石涂层压痕最浅,压痕直径最小,金刚石涂层具有良好的附着性能。     

利用甲烷/氢微波等离子体CVD工艺在纯钛基底上沉积纳米金刚石薄膜

与微米金刚石薄膜不同,纳米金刚石薄膜表面平滑。因此,在摩擦学应用领域中,纳米金刚石薄膜是最理想的。本研究利用CH4/H2微波等离子体CVD工艺在纯钛上沉积出纳米金刚石薄膜和微米金刚石薄膜。采用的沉积条件为:沉积温度约为1173K;沉积压力为8.0kPa;CH4浓度在0.5 m o l%和5 m o l%之间变化;沉积时间则从4h到12h不等。金刚石薄膜表面用扫描电镜(SEM)观察。在激光拉曼光谱中,微米金刚石薄膜在1332cm-1处有sp3键碳的锐峰。1140cm-1附近的光谱带与纳米金刚石薄膜的特征有关。并用X射线衍射对金刚石薄膜进行了分析。X射线衍射花样证实,纳米金刚石薄膜存在(111)面和(220)面。金刚石薄膜的表面粗糙度随着CH4浓度的增加而减小。但是,甲烷浓度在2 m o l%与5 m o l%之间变化时,金刚石薄膜的表面粗糙度接近50nm。据证实,CH4浓度在2 m o l%和5 m o l%之间,利用CH4/H2微波等离子体CVD工艺可以沉积出纳米金刚石薄膜。     

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。     

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。     

金刚石涂层拉丝模及其在焊丝生产中的应用

采用化学气相沉积法,在硬质合金拉丝模的工作区域制备金刚石涂层,利用扫描电镜、原子力显微镜、Ra-man光谱仪对涂层表面形貌、成分等进行分析,并将拉丝模应用于焊丝拉拔生产线中。结果表明:拉丝模涂层均匀、致密,抛光后的表面粗糙度可降低至10 nm以下,使用寿命较传统模具长,镀铜焊丝的表面粗糙度明显降低。     

精密不锈钢管金刚石涂层模具制备与应用

不锈钢管拉拔生产时易产生缩径,采用硬质合金模具拉拔时,模具耐磨性不高,难以保证产品尺寸精度。设计出一种改进型拉拔模具,借助有限元法对不锈钢管空拉过程进行模拟。利用正交试验法研究不同拉拔模具的次压缩区高度L、主压缩区半角α1和次压缩区半角α2对拉拔过程的影响,得到优化的几何参数L=2 mm,α1=14°,α2=4°。通过偏压辅助增强热丝化学气相沉积法,以WC-Co硬质合金拉拔模具为衬底,采用穿孔直拉热丝方式,以优化的预处理方法和沉积工艺,在模具表面沉积均匀的金刚石涂层。采用扫描电镜和Raman光谱对金刚石涂层表面特征进行研究,结果表明金刚石涂层表面平整,光洁度高,涂层厚度均匀。     

可提高有色金属表面加工精度的新型细晶粒金刚石涂层工具

尽管金刚石涂层刀具具有许多独一无二的特性,但是由于金刚石晶粒粗大,容易造成刀具表面粗糙,所以阻碍了其在精细加工领域的应用。文章开发了一种金刚石晶粒细小的新型金刚石光滑涂层,刀具表面粗糙度最大值小于1um。采用这种涂层的立铣刀具进行了一系列有色金属切削测试,通过观察发现,精加工后的器件表面粗糙度最大值小于1um,获得了和使用无涂层硬质合金立铣刀表面粗糙度一样的加工效果。并且,没有对表面涂层的耐磨性和刀具使用寿命产生任何影响。     

CVD金刚石薄膜涂层工具衬底预处理方法

目前普遍采用的衬底表面预处理方法有：①表面脱Co处理：采用HCl、HNO3、H2SO4等对衬底表面层中的co进行酸蚀处理;采用氢等离子体或含氧的氢等离子体刻蚀Co;采用化学试剂钝化等方法使衬底表面层中的Co失去活性;采用化学反应置换Co,将硬质合金衬底刀具放入化学试剂中,利用置换反应将表面层中的Co置换成其它物质（如Cu）。②在金刚石薄膜与衬底之间预沉积中间过渡层,     

织物表面涂层沉积过程模拟

通过对大气压等离子体液相沉积工艺过程作用机制的研究,围绕如何提高液相沉积效率问题,构建了织物表面微观薄膜沉积过程动力学模型。探讨了放电功率、超声频率、处理时间、单体流速、氦气流速对薄膜沉积速率及膜层性能的影响,数值模拟涂层表面形态的变化,得出不同工艺参数下织物表面的沉积率变化规律,揭示薄膜沉积过程中聚合粒子的生长、涂层密度和质量的产生规律。这些结果对于预测成膜结构和优化具体等离子体液相沉积的工艺参数,提高沉积率和沉积薄膜的均匀度及对实际生产中如何提高材料的利用率和节约成本等方面具有一定的指导作用。     

纸张表面射频磁控溅射SiOx薄膜的研究

氧化硅薄膜因其优异的阻隔、电学、光学以及环境友好性能而广泛应用于各种工业场合。可以在多种衬底上制备硅氧化物,常见的如硅、玻璃和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。然而,目前所见报端的文献很少有以纸张为基材的。本文即研究在纸张表面射频磁控溅射沉积氧化硅薄膜,讨论沉积氧化硅薄膜射频功率密度、沉积时间等工艺参数对沉积速率,薄膜表面粗糙度、薄膜机械性能、薄膜的阻隔性能的影响。利用原子力显微镜(AFM)观察薄膜的表面形貌,结果表明,沉积氧化硅薄膜后表面更加均匀且平滑。沉积氧化硅薄膜后纸张的横向,纵向弹性模量和拉伸强度明显增加。在射频功率密度2.78 W/cm~2、氩气流量40 sccm、沉积时间为36min的制备参数下所沉积的薄膜对水蒸气的阻隔提高了15倍。此外,本文还研究了沉积氧化硅薄膜后纸张的色彩再现印刷适性。     

低压气相金刚石薄膜涂层刀具膜/基附着性能测试方法研究进展

较全面介绍了金刚石薄膜涂层刀具膜/基结合强度的定性和定量测试与表征方法。定性方法主要有划痕法、压痕法、超声波法等,其操作简单、结果直观,但实验结果不精确并且缺乏可比性;定量方法主要有粘接拉伸法、刮剥式测量法、纳米压入法、内涨鼓泡法、梁弯曲法等,这些方法不同程度地提高了测量的准确性和精确度,但试验条件要求苛刻、设备复杂、薄膜样品制备困难等问题限制了其广泛应用。总的来看,采用单一方法直接用于金刚石薄膜刀具膜/基附着强度的有效表征还有较大的困难。因此,需要在前人工作基础上,通过研究这些方法的优势互补,或者通过新方法研究,建立综合评价金刚石薄膜的膜/基界面结合强度的有效与合理方法,为金刚石薄膜硬质合金刀具的制备提供科学依据。     

CVD纳米金刚石涂层工具研究进展

概述了CVD纳米金刚石涂层工具的研究开发现状、存在的主要问题,重点介绍了硬质合金基体表面预处理方法及纳米金刚石生长工艺参数对CVD纳米金刚石涂层工具结构和性能的影响。其中,介绍了硬质合金基体表面预处理方法主要有酸液浸蚀去钴、施加中间过渡层、机械或等离子体处理、负偏压等;纳米金刚石生长工艺参数则主要从碳源浓度、基体温度、反应气压三方面进行了介绍;最后,对CVD纳米金刚石涂层工具发展趋势和应用前景作出了展望。     

一项超硬材料涂附磨具制作工艺的优化

超硬材料涂附磨具用胶粘剂是磨具制造中的三大要素之一,是将超硬磨料黏附在基材上的重要结构和功能材料,其涂附粘度的控制和固化工艺的优化将是影响超硬材料涂附磨具使用和磨削性能的一个重要因素。结果表明：改性环氧树脂胶粘剂涂布粘度为3000～7000mPa.s,涂布效果最佳,涂布操作时间应控制在60分钟以内;加热固化时需在45℃下保温30分钟,然后升温到80℃固化3小时,能有效地消除内应力和表面气泡,保证胶粘剂完全固化。     

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。     

金刚石串珠绳的研发与生产

介绍金刚石串珠绳锯的结构以及加工原理。以7×7—4.9钢丝绳为例,介绍金刚石串珠绳的结构设计,原料及表面镀层选择,生产过程控制。通过改善钢丝绳结构,选用线接触作为新一代金刚石串珠绳的生产结构,钢丝绳的理论破断拉力最高可以提升8%;选用SW87盘条作为做金刚石串珠绳的原料;半成品钢丝表面镀层采用电镀黄铜,可以提高金刚石串珠绳耐疲劳磨损性能;综合考虑制绳钢丝抗拉强度和扭转性能的匹配,选择总压缩率为85%~90%。捻制时,利用张力测试仪进行动态模拟测试,保证每根股的张力在49~58.8 kN,预张拉力为成品绳破断拉力的10%~15%。生产结果表明,新一代金刚石串珠钢丝绳达到了高破断拉力、低伸长率以及良好的耐疲劳磨损性能的技术要求。     

涂活共浆高目数印花塞网问题的分析与解决

针对涂活共浆高目数印花塞网问题进行分析,利用超景深视频显微镜对镍网及堵网物质进行观察,同时查阅相关资料,分析涂活共浆浆料的配方。结果显示,引起塞网的重要原因之一为活性染料糊料与涂料黏合剂相容性差,引起黏合剂乳胶粒子破乳归并,造成黏合剂交联成膜。根据所得分析结论优化活性染料糊料的配方,制备出适用于高精度印花的高透网性印花糊料DT-8。运用DT-8进行方块件套生产实验,5000 m不需要停车刷网,同时印花布面得色量增加,饱和度上升,布面均匀度好。     

An approach for the enhancement of the mechanical properties and film coating efficiency of shellac by the formation of composite films based on shellac and gelatin

The purpose of this study was to enhance the mechanical properties and film coating efficiency of shellac by the formation of composite films with different concentrations of gelatin. The composite films were prepared by the casting method and their mechanical and physicochemical properties were investigated. The results demonstrated that the puncture strength and percentage elongation of the composite film increased from 3.61 to 15.58 MPa and from 3.80% to 32.47% as the gelatin concentration increased to 50% w/w, respectively, indicating the enhancement of the strength and flexibility of the shellac film. The efficiency of the composite film over two model substrates, i.e., hydrophilic and hydrophobic substrates, respectively, was also studied. The work of adhesion and spreading coefficient of the composite film increased from 66.42 to 83.53 mN/m and from −8.14 to −3.07 mN/m for the hydrophilic substrate, indicating the improvement of the coating efficiency whereas the hydrophobic substrate showed the opposite trend with the increase in gelatin concentration. Therefore, the formation of the composite film not only improved the mechanical properties of shellac but also enhanced the efficiency of film coating by the modification of different concentrations of hydrocolloid polymer to suit with the type of coating substrate. Hence the knowledge of composite film could make beneficial contributions to the various applications in film coating for the food and pharmaceutical industries.     

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。     

溶胶-凝胶法在金刚石表面涂覆铝-硅-硼氧化物涂层的研究

采用溶胶-凝胶法在金刚石表面涂覆了铝-硅-硼氧化物涂层,并用扫描电子显微镜、综合热分析仪和抗压强度仪对涂层的形貌、结构以及涂膜前后金刚石的氧化行为和单颗粒金刚石的抗压强度进行了表征。结果表明：所制得的涂层在金刚石颗粒表面分布较均匀,结构致密,可将金刚石颗粒的起始氧化温度提高100℃左右,并能有效地延缓金刚石在高温环境下的氧化速度,同时还可以提高金刚石单颗粒抗压强度约22.75%。