WC-Co硬质合金上高质量金刚石薄膜的制备

采用微波等离子体化学气相沉积法在硬质合金基体上制备金刚石薄膜.研究了铜过渡层和酸蚀脱钴两种基体前处理工艺以及在施加铜过渡层的情况下,不同的沉积气压和基片温度对金刚石薄膜的质量的影响.结果表明:在施加铜过渡层后,在适中的沉积条件下(沉积气压6.0 kPa,基片温度约为780℃)可得到质量较好的金刚石薄膜.     

硬质合金刀片上微波等离子沉积(类)金刚石薄膜结构

本文报导采用最新的微波等离子体技术在硬质合金刀具上沉积的碳膜的结构.经扫描电镜、拉曼光谱、X射线衍射和光电子能谱分析,确定此沉积膜为类金刚石薄膜,其结构既不同于具有完整空间排列规律的金刚石结构,也不同于空间排列无层次的无定形碳膜结构,而是介于二者之间. 扫描电镜观察还表明,沉积膜与基体附着性和耐磨性能良好。     

金刚石薄膜的低温沉积

采用乙醇和氢气作为工作气体，利用微波等离子体化学气相沉积法在较低的沉积温度下制备了金刚石薄膜，用扫描电子显微镜(SEM)、Raman光谱、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱研究了薄膜的结构和性质。结果表明：在450℃的基片温度下，利用乙醇和氢气在优化的工艺条件下可得到具有微晶结构的金刚石薄膜。     

基片温度对纳米金刚石薄膜制备的影响

采用多模谐振腔微波等离子体CVD在不同基片温度下制备了纳米金刚石薄膜,通过扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和拉曼光谱测试,研究了基片温度对纳米金刚石薄膜性能的影响.结果表明：在其他工艺条件不变时,基片温度对薄膜性能具有较大的影响,较低的基片温度更有利于制备高质量的纳米金刚石薄膜,实验所获得的优化基片温度为720℃左右.     

金刚石薄膜的低温沉积

采用乙醇和氢气作为工作气体,利用微波等离子体化学气相沉积法在较低的沉积温度下制备了金刚石薄膜,用扫描电子显微镜(SEM)、Raman光谱、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱研究了薄膜的结构和性质.结果表明:在450 ℃的基片温度下,利用乙醇和氢气在优化的工艺条件下可得到具有微晶结构的金刚石薄膜.     

不同硬质合金基体对(类)金刚石薄膜沉积过程的影响

本文采用 CH_4—H_2—O_2微波等离子体化学气相沉积法在硬质合金基体上沉积金刚石薄膜,研究 YG(WC-Co)及 YT(WC—TiC—Co)两类硬质合金作基体对沉积过程及沉积速率的影响.阶段性研究结果表明,在 YT 类硬质合金上沉积金刚石薄膜的沉积速率和硬度均优于在 YG 类上的,TiC 对金刚石薄膜的沉积效果有明显的有利作用.本文还用扫描电镜观察分析了金刚石薄膜的形核长大过程.     

掺氮对纳米金刚石薄膜形貌及组成结构的影响

采用微波等离子体化学气相沉积技术,通过在甲烷和氢气的混合反应气源中通入不同浓度的氮气,合成了氮掺杂的纳米金刚石薄膜.表征结果表明随着氮气浓度的增加,所得到的金刚石薄膜的材料特征发生了明显的改变:膜层晶粒结构由从未见过的大尺寸片状向团簇状再向微颗粒状转变,并且薄膜的表面粗糙度相应变小;同时薄膜中非金刚石组份逐渐增多,膜材的物相纯度下降.氮气浓度除决定了纳米金刚石薄膜中N的掺杂度外,还会对膜材的物相组成、形貌及结构产生巨大的影响.     

不同碳源对金刚石薄膜制备的影响

采用等离子辅助热丝化学气相沉积(PAHFCVD)装置,分别用甲烷和乙醇为碳源进行了金刚石薄膜的制备。并运用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试手段对沉积的金刚石薄膜进行了观察分析。结果表明,用乙醇制备的金刚石薄膜比甲烷制得的金刚石薄膜的生长率要高,膜的缺陷少、颗粒均匀。     

金刚石薄膜的研究概况

介绍了金刚石薄膜的制备方法及应用前景,简要分析了金刚石薄膜未来的研究重点.     

MPECVD法在抛光石英玻璃上沉积金刚石薄膜

采用微波等离子体增强化学气相沉积方法(MPECVD),利用氢气和甲烷混合气体,在抛光石英基片上低温沉积出金刚石薄膜。用扫描电子显微镜(SEM)、激光拉曼光谱仪(Raman)和傅立叶红外光谱仪(FTIR)对薄膜的表面形貌、颗粒尺寸、纯度和光学透过性能进行了表征。通过SEM发现,得到的金刚石薄膜的颗粒尺寸为0.2~0.3μm,形核密度超过109cm-2,从薄膜形貌可以发现,较高温度有利于提高薄膜的生长速率和颗粒尺寸的均匀性。通过拉曼光谱和红外透射光谱分析发现,较高温度下沉积的薄膜具有较高的金刚石相含量,薄膜的光学透过性能也相对较好。     

Influence of methane on hot filament CVD diamond films deposited on high-speed steel substrates with WC-Co interlayer

Diamond films were deposited on high-speed steel substrates by hot filament chemical vapor deposition (HFCVD) method. To minimize the early formation of graphite and to enhance the diamond film adhesion, a WC-Co coating was used as an interlayer on the steel substrates by high velocity oxy-fuel spraying. The effects of methane content on nucleation, quality, residual stress and adhesion of diamond films were investigated. The results indicate that the increasing methane content leads to the increase in nucleation density, residual stress, the degradation of quality and adhesion of diamond films. Diamond films deposited on high-speed steel (HSS) substrate with a WC-Co interlayer exhibit high nucleation density and good adhesion under the condition of the methane content initially set to be a higher value (4%, volume fraction) for 30 min, and then reduced to 2% for subsequent growth at pressure of 3 kPa and substrate temperature of 800 °C.     

采用石墨碳源沉积金刚石薄膜

采用固相石墨为碳源，使用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法，在Si(111)上沉积高质量的金刚石薄膜。研究了在气相碳源浓度处于不饱和状态时，沉积气压和石墨温度对生长速率的影响。利用SEM，XRD，红外光谱分析薄膜表面形貌和质量。结果表明高质量的金刚石薄膜可在H2激发而生的封闭的等离子体气氛下合成，高的有沉积气压和石墨温度会导致高的气相碳源浓度，从而有利于提高薄膜的生长速率，而低的气相碳源浓度有利于沉积薄膜的质量的提高。     

纳米针状金刚石膜的制备

利用高功率微波等离子体化学气相沉积方法在硅衬底上沉积了多晶金刚石薄膜,然后利用电子束蒸发方法在金刚石薄膜表面上沉积了5 nm厚的Pt薄膜.利用Pt的自组织化效应,再通过氢等离子体照射、氧等离子体刻蚀、王水处理等手段,使金刚石薄膜表面形成了纳米针.利用拉曼光谱和扫描电子显微镜(SEM)表征金刚石薄膜的结构,拉曼光谱显示在1 315 cm^-1处出现纳米金刚石特征峰,SEM显示纳米针均匀地直立在金刚石薄膜表面,每平方厘米大约含有10⁸个纳米针,纳米针的平均高度约为1 μm.     

硼浓度对沉积在刀具上的金刚石膜表面的影响

在热丝CVD装置中，以氢气、丙酮、硼酸三甲脂为原料，在YG6上制备了含硼金刚石薄膜．研究丙酮中硼含量对薄膜表面晶形及晶粒度的影响．结果表明，薄膜中渗入适量的硼不改变薄膜表面晶形，细化晶粒．有利于薄膜附着力的提高；而过高的硼含量恶化金刚石薄膜质量，降低薄膜附着力．     

Preparation and characterization of nano-crystalline diamond films on glass substrate

Adherent nano diamond films were successfully deposited on glass substrate by microwave plasma assisted CVD method in H2-CH4 and Ar-CH4 environment. Raman, AFM (Atomic Force Microscope), TEM (Transmission Electron Microscope), FTIR, and Nano Indentation techniques were used for characterization of the obtained nano diamond films. It was found that the average grain size was less than 100 nm with a surface roughness value as low as 2 nm. The nano diamond films were found to have excellent transparency in visible and IR spectrum range, and were as hard as natural diamond. Experimental results were presented. Mechanisms for nano diamond film deposition were discussed.     

Deposition of crackless freestanding diamond films on Mo substrates with Zr interlayer

The Mo substrate with Zr interlayer,namely composite substrate,was employed to solve the problem of crack formation in the freestanding diamond film deposition.Freestanding diamond films deposited on the composite substrates by the direct current arc plasma jet chemical vapor deposition(CVD) method were investigated with scanning electron microscopy(SEM),X-ray photoelectron spectroscopy (XPS),X-ray diffraction(XRD),and Raman spectroscopy.In addition,the stress distribution during the large area freestand...     

YT类硬质合金成形铣刀的金刚石涂层工艺研究

针对YT15硬质合金B212型成形铣刀片,以两种不同的化学方式对硬质合金基体进行预处理,而后采用热丝化学气相沉积的方法在其表面沉积微米级金刚石薄膜.使用扫描电子显微镜观察金刚石薄膜颗粒的大小及均匀度,激光拉曼光谱仪检测金刚石涂层的成分,压痕法检验金刚石涂层刀片的膜-基附着强度,并就不同预处理的基体表面对金刚石薄膜的质量、附着性能的影响进行分析.结果表明,经预处理后的YT类硬质合金表面粗糙度较YG类降低约10%,采用平行布置热丝方式和现有的沉积工艺在YT类硬质合金衬底涂覆的金刚石薄膜均匀性较好,且经酸碱预处理的金刚石薄膜表现出良好的附着力,附着强度介于600~1 000 N,醇碱预处理对衬底表面原有的光洁度损坏较小,有助于细化金刚石晶粒,但膜-基附着强度不高.     

采用Cu／Ti过渡层沉积金刚石薄膜刀具的界面结构

研究了硬质合金基底上Cu／Ti作过渡层化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜的界面特性。利用激光Ra—man谱分析了过渡层不同生长阶段金刚石薄膜的质量的影响。采用SEM、EDS对金刚石薄膜硬质合金刀具横截面的结构进行了研究。结果表明：基体中的Co被Cu／Ti作过渡层有效的抑制住；Cu向基体内的扩散改善了基体的性能，提高了界面层金刚石薄膜的质量；Ti的引入促进了金刚石的形核，减少了界面处晶粒间的空隙，提高了金刚石薄膜与基体表面的实际接触面积。