金刚石涂复刀具的特性与应用

<正> 日本旭金刚石工业公司采用EACVD法及直流等离子CVD法合成金刚石薄膜,制造了多种金刚石涂层刀具和模具。 1.在一般刀具上的应用图1为金刚石薄膜的气相合成法使用的EACVD(Electron Assisted Chemical Vapor Deposition)装置的概略图,这种方法是以热灯丝放出电子、加速使原料气体分解为特点的电子冲击CVD法。     

类金刚石薄膜的光学性能的研究

利用脉冲真空电弧镀的方法,在硅基底上沉积类金刚石薄膜,研究薄膜的光学性能、光学常数和离子能量关系。结果表明:不同的离子能量可以得到不同折射率的薄膜,无氢类金刚石薄膜的折射率在2.5～2.7之间变化;通过改变工艺条件来制备不同折射率的薄膜,和不同折射率的基底材料相互匹配;折射率和光学能隙随离子能量具有相反的变化趋势,和理论预测的趋势相一致;对于硅、锗等红外材料,要求的薄膜应具有1.8～2.1左右的折射率,因此提出一种基于物理汽相沉积和化学汽相沉积两种相互结合的方法,来降低薄膜的折射率,以达到和硅、锗等材料的折射率匹配。     

金刚石薄膜涂层刀具切削性能与磨损过程的研究

金刚石薄膜具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨性和高导热性能。金刚石薄膜涂层刀具高速干切削硅铝合金可提高生产率。通过金刚石薄膜涂层刀具的切削试验和考察其磨损过程，表明了金刚石薄膜涂层刀具的使用寿命明显高于未涂层的硬质合金刀具，金刚石薄膜涂层刀具的磨损是由薄膜的显微断裂而逐渐脱落的过程。     

新材料──金刚石薄膜

近年来，合成金刚石薄膜已经成为世界科技先进国家研制开发的最热门的新材料之一。金刚石薄膜将会成为下一代电子元器件的新材料。因为它具有许多优良的特性，其表现为：（1）它具有很高的电阻率，其值为106～10（12）cm，可以成为半导体乃至绝缘体，同时，它的介电常数极低。（2）它是与硅、锗等半导体材料具有相同结构的一种晶体，因此，它被电子工业界视为最有希望的新一代半导体芯片材料。采用金刚石薄膜制成的计算机芯片，在工作时能保持较低的温度，同时，比砷化镓产品具有更为优越的传输速度和抗干扰性能。（3）在常温下，金刚石薄膜…     

脉冲多弧离子镀制备类金刚石薄膜的力学特性

利用脉冲多弧离子镀技术在硅基底上沉积类金刚石薄膜。分析了类金刚石薄膜的硬度和工艺参数的关系 ,讨论了薄膜的耐磨性和化学稳定性。     

CVD金刚石涂层刀具切削性能的试验研究

金刚石薄膜具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨性和高导热性能。文中通过用金刚石薄膜涂层刀具对含硅量不同的硅铝合金进行干切削试验,探讨其切削性能。     

CVD金刚石薄膜的掺硼研究

采用固体三氧化二硼，在单晶硅（100）衬底上用微波CVD法生长金刚石薄膜和进行p型掺杂，对不同掺杂碳源浓度下CVD金刚石薄膜的掺杂和生长行为、薄膜表面形貌、薄膜的电性能等进行了研究。结果表明，硼确实已掺入金刚石膜中；在SEM下观察到硼掺杂金刚石膜结构致密没有孔洞；用Ti和Ag分别在掺杂金刚石薄膜表面制备电极，测试了在不同温度下电流随温度的变化。     

光滑硬质合金衬底渗硼预处理对CVD金刚石薄膜性能的影响

提高金刚石薄膜的附着力和光洁度是实现CVD金刚石涂层在工模具和耐磨器件领域中广泛应用的关键因素。采用热丝CVD法在光滑WC—Co硬质合金基体表面沉积金刚石薄膜，研究了渗硼预处理新方法对光滑衬底表面抑制Co催石墨化作用和保证金刚石涂层附着力的效果。研究结果表明，采用渗硼预处理方法既能避免研磨、刻蚀和化学腐蚀等加工方法对光滑衬底表面的严重损伤，又能有效抑制Co对金刚石薄膜的不利影响，获得了满足附着力要求的光滑金刚石薄膜，对于拓宽金刚石薄膜的应用领域具有重要意义。     

无氢类金刚石薄膜的过滤式阴极电弧沉积

研制了一套过滤式阴极电弧沉积设备 ,并利用该设备成功地获得了类金刚石薄膜。扫描电镜分析表明 :获得的薄膜在硅基片上是光滑和致密的。喇曼光谱研究表明 ,这种薄膜是典型的无氢类金刚石薄膜。膜层的摩擦试验表明 :无氢类金刚石薄膜的摩擦系数较低 ,是一种理想的耐磨材料     

机械期刊要文导读

机械期刊要文导读金刚石薄膜的性质及其应用该文是关于金刚石薄膜生长技术，生长机理、结构特性检测和应用的系列文章中的最后一篇。文章从组分纯度、力学、热学、光学、声学、电学、化学、角度较为全面地论述了通过化学气相沉积（ＣＶＤ）法获得的全国石薄膜的性质。由于...     

金刚石薄膜磁性研磨抛光研究

表面粗糙度是影响金刚石薄膜广泛应用的主要因素,选择一种合适的抛光方式可以大幅度降低表面粗糙度,以加速其商业化应用的进程。文中针对内孔金刚石薄膜,提出了一种新的抛光方法——磁性研磨抛光。实验结果表明,可有效除去薄膜晶粒外缘的尖角,而且不会造成涂层的损伤,不影响涂层附着力,是一种温和的抛光方法,可以达到比较理想的抛光效果,采用磁性研磨抛光的金刚石涂层铜杆拉丝模,工作寿命比硬质合金模具提高8-10倍,满足了铜杆拉丝对模具内孔表面光洁度的更高要求。     

Development of ionizing radiation detectors based on synthetic diamond material for the nuclear power industry

Results of the experimental study of boron-doped single-crystal synthetic diamond substrates and thin homoepitaxial diamond films grown on them with the predetermined properties are discussed. The homogeneity of the substrates and films is examined. Diamond detectors based on the grown diamond structures have been produced. The sensitivity of these detectors to UV photons, X and γ rays, α particles, and fast neutrons under stationary and pulsed irradiation has been determined.     

微波等离子体CVD法在非平面基体上生长金刚石膜

介绍了在微波等离子体CVD装置中,用甲烷和氢气作为原料,在非平面基体(如钨丝、钻头、铣刀等)上生长金刚石薄膜的研究。在金刚石沉积过程中,由于"尖端效应",在基体的尖端很难沉积出金刚石膜。在采用金属丝屏蔽后,克服了"尖端效应",成功地在非平面基体上沉积出了金刚石膜。用扫描电镜(SEM)和激光拉曼光谱(Raman)分析了金刚石膜的形貌和质量。结果表明:非平面基体不同位置金刚石的晶形不同,晶粒比较细小,膜的质量较高。     

Failure Mechanisms of CVD Diamond Wafers and Thin Films During Polishing

This article investigates the failure mechanisms of CVD diamond wafers and thin films during a fast dynamic friction polishing process. To explore the evolution of temperature and stress fields, a comprehensive finite element analysis was systematically carried out, with the aid of experimental examination. It was found that the discontinuity and sharp change of the stresses across the film-substrate interface causes debonding failure of a CVD diamond thin film specimen. In the case of a CVD diamond wafer, however, the high surface tensile stress and bulk bending is responsible for the cracking. It was concluded that specimen cracking is sensitive to the polishing pressure, and that the polishing window for the CVD thin films is smaller. Polishing time is a critical factor, because a longer time corresponds to a higher thermal stress. This article points out that using the combination of a smaller polishing load and a greater sliding speed is a good option in selecting polishing parameters. To minimize cracking, a stepwise polishing process can be used. With the proper parameters obtained in this study, very smooth, high-quality surfaces of CVD diamond wafers and thin films can be produced in a short polishing duration of minutes.     

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。     

硬质合金刀具基体沉积低表面粗糙度金刚石薄膜的工艺研究

CVD金刚石薄膜刀具的表面粗糙度是影响刀具切削性能的重要参数。为通过改进CVD沉积工艺减小金刚石薄膜表面粗糙度 ,提出了适当提高碳源浓度和合理控制沉积气压两项新的工艺方法 ,并通过切削试验研究了其对金刚石薄膜刀具耐用度及切削性能的影响     

甲烷浓度对MPCVD金刚石膜色度的影响

运用自行设计的直接耦合石英管微波等离子体化学气相沉积（microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD）装置,以氢气和甲烷为反应气体,沉积出八个金刚石膜样品。研究了甲烷浓度对所沉积金刚石膜色度的影响。结果显示随着甲烷浓度的升高,饱和纯度和色纯度逐渐升高,甲烷浓度达到5．863％时,饱和纯度和色度纯度达到最大,分别为8．59／6和9．5％,之后随着CH4浓度的升高饱和纯度和色纯度开始下降。     

Fractal features and surface micromorphology of diamond nanocrystals

This paper analyses the three‐dimensional (3‐D) surface texture of growing diamond nanocrystals on Au thin films as catalyst on p‐type Si substrate using hot filament chemical vapour deposition (HFCVD). Rutherford backscattering spectrometry (RBS), atomic force microscopy (AFM), Raman, X‐ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analyses were applied also to characterize the 3‐D surface texture data in connection with the statistical, and fractal analyses. This type of 3‐D morphology allows a deeper understanding of structure/property relationships and surface defects in prepared samples. Our results indicate a promising way for preparing high‐quality diamond nanocrystals on Au thin films as catalyst on p‐type Si substrate via HFCVD method.