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采用两种改进的直流(DC)等离子体辅助化学气相沉积片,沉积了直径达100mm的金刚石厚膜,一种方法是采用多阴极的几何构造,另一种是采用单个大阴极几何构造,在采用第一种方法的情况下,我们采用了7个阴极的阵列,其温度维持在高于2100℃,以阻止碳沉积在阴极上,每个阴极与一个独立的直流电源相连,电源提供的电压和电流对每个阴极而言分别是在500-700伏和3-5安的范围,沉积时腔室压力为100乇,用这种方法形成的散射辉光非常稳定,足以用于生长厚度大于1mm的金刚石膜,在采用第二种方法时,我们使用单个大阴极,其温度大约为1100℃,在此温度下,也可避免碳沉积,我们采用的是脉冲电源,没有它,就不能防止电弧的产生,阴极直径是120mm,这使得散射辉光足够大,以至于可在直径100mm的基体上沉积金刚石,同时,也使散射辉光保持在非常稳定的状态,根据甲烷浓度的不同,金刚石厚膜的质量也不一样,颜色在白色到深灰色之间变化,沉积速度变化范围在2μm/h到10μm/h之间。 相似文献
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热丝化学气相(CVD)法沉积全刚石具有其它沉积方法所无法比拟的优势而受到重视,然而在高温沉积过程中灯丝容易发生形变和挥发所带来的“污染”影响了金刚石沉积膜的质量,本文就热丝法中三种常用灯丝(钨丝、钼丝和铼丝)的高温行为的研究现状进行了综合评述。在此基础上,提出了钽丝表面包钨的新实验,以进一步指导热丝CVD法沉积高质量的金刚石。 相似文献
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CVD金刚石厚膜刀具及应用研究 总被引:1,自引:0,他引:1
热丝CVD法沉积金刚石厚膜为全晶质纯多晶金刚石材料,是制造切削刀具的理想材料。本文针对国内外CVD金刚石厚膜焊接刀具研究与应用中存在的关键技术问题,结合我所近期相关技术研究进展,重点介绍了其制造工艺及关键技术。 相似文献
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CVD金刚石自支撑膜的研究进展 总被引:3,自引:3,他引:0
金刚石膜以其最高的硬度、热导率、热震性能以及极高的强度等优点得到了越来越多的关注。自20世纪低压化学气相沉积技术成功制备出金刚石以来,在世界范围内,金刚石的制备技术及应用研究得到了快速发展。分别对国内外自支撑金刚石膜材料的制备技术及相关应用进行简要介绍,并讨论近几年我国在高质量金刚石膜材料制备技术方面取得的进展。目前主要的制备技术有热丝、直流辅助等离子体、直流电弧等离子体喷射、微波等离子体化学气相沉积(CVD)等方法。在小尺寸、高质量金刚石膜的制备技术基础上,21世纪初,国外几大技术强国先后宣布实现了大面积、高质量CVD金刚石膜的制备,并将其用于诸如红外光学窗口等高技术领域。我国也在CVD金刚石膜研发方面不断进步,先后掌握了热丝、直流电弧等离子体喷射、直流辅助等离子体CVD等合成大面积金刚石自支撑膜技术,近几年也掌握了915 MHz微波等离子体CVD技术,这些成果也标志着我国在高质量金刚石膜制备技术领域跟上了世界先进水平。 相似文献
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利用微波等离子体化学气相沉积法,以H2/CH4/CO2为混合气源,在Si基底上沉积金刚石膜,分析了微波功率和CO2对金刚石膜生长的影响。利用Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征金刚石膜,以得到样品质量、表面形貌、晶粒取向等信息。结果表明:适当提高微波功率,可以促进金刚石晶粒长大并提高(100)取向度;加入适量CO2,能提高金刚石膜质量和生长速率,并保持表面形貌不会发生明显变化,但随着CO2含量的增加,金刚石表面形貌发生较大变化,薄膜质量和沉积速率先提高后降低。 相似文献
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硬质合金基体金刚石涂层工具产业化应用的主要障碍之一在于涂层的膜基界面结合强度较差,易引发涂层早期脱落。提高膜基界面结合强度、保证刀具正常使用寿命,已成为金刚石涂层工具产业化亟待解决的主要问题。我们介绍了近年来在提高硬质合金基体金刚石涂层膜基界面结合强度方面所取得的一系列研究新进展,并提出了进一步改善其膜基界面结合强度的新思路,以促进热丝CVD金刚石涂层工具的产业化应用。 相似文献
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化学气相沉积(CVD)制备的金刚石膜表面粗糙且厚薄不均匀,在许多情况下不能直接使用,必须对其进行抛光.本文研究了不同型号的金刚石微粉对CVD金刚石厚膜研磨的影响,通过对研磨结果的比较分析,优化出一种高质量高效率的抛光方法,即先采用W40和W28金刚石微粉,分别研磨2 h,然后用W0.5金刚石微粉研磨4 h.经扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)测试分析表明:金刚石膜的平均去除率为12.2 μm/h,粗糙度Ra由4.60 μm降至3.06 nm,说明该抛光方法能实现金刚石膜高质量、高效率的抛光. 相似文献
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LI Cheng-ming LI Hui-qing CHEN Guan-chao L Fan-xiu TONG Yu-mei TANG Wei-zhong 《中国有色金属学会会刊》2004,14(Z1)
Diamond films produced by chemical vapor deposition show excellent properties. The residual stress distribution of diamond thin films deposited by DC arc plasma jet at recycling mode was analyzed by line shifts of micro Raman spectroscopy. The results show that the compressive residual stress concentrates at the film's edge. The experimental observations show that cracks initiate at the edge of the diamond thick wafer and then propagate towards the center. The residual stress of diamond films increases with the increase of methane concentration and deposition temperature. The difference of adhesion in close area causes more shear stress and brings about the two sides of crack being not at same level. To suppress crack probability, it is favourable for increasing the film thickness and selecting a substrate with lower coefficient of thermal expansion and lower adhesion. The effects of the residual stress distribution on thick diamond films detachment were discussed. 相似文献
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采用溶胶-凝胶法在金刚石表面涂覆TiO_2薄膜.利用扫描电镜、能谱以及红外光谱等手段对涂膜后金刚石磨料表面形貌、结构和成键情况进行分析,研究在不同进刀量时TiO_2薄膜对金刚石磨削性能的影响.结果表明:磨料表面的TiO_2薄膜可以保护金刚石磨料在烧结过程中不受结合剂中碱金属氧化物的侵蚀,提高结合剂对金刚石的润湿性;在进刀量为5 μm/s时,与未涂膜金刚石砂轮相比,涂膜金刚石砂轮对硬质合金(WC,6%(质量分数)Co)的磨耗比提高121%. 相似文献
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A new method, called growing-etching repetitional process based on hot filament chemical vapor deposition, was proposed to improve the quality of diamond film. During the deposition carbon source was intermittently closed letting hydrogen etch the surface of the diamond film fi'om time to time. In order to find whether it is helpful to the films' quality, a series of experiments were done. The results show that the new method can enhance the orientation of the chemical vapor deposition diamond films, reduce the graphite phase and increase the film's surface resistivity. 相似文献
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《硬质合金》2014,(4):236-240
采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,分别制备了CH4/H2体系、CH4/H2/N2体系以及CH4/H2/Ar体系金刚石薄膜。主要采用了扫描电子显微镜(SEM)、激光拉曼光谱(Raman)和X射线衍射光谱(XRD)等方法对不同体系中制备的金刚石薄膜的晶粒尺寸及其品质进行了分析,研究了不同高浓度气体对金刚石薄膜的影响。结果显示:利用高浓度的甲烷可以在很大程度上细化晶粒,制备出纳米晶金刚石薄膜,但是薄膜的非晶相较多,品质下降;加入70%N2,薄膜中的金刚石晶粒生长速度较慢,但可制备出均匀的纳米晶金刚石薄膜;70%的Ar气氛中,金刚石晶粒生长较快,制得的薄膜中的金刚石晶粒是微米级别的。 相似文献
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利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,在CH4/H2的混合反应气源中加入N2进行了金刚石膜的沉积实验,详细研究了N2浓度对金刚石膜生长的影响规律。使用扫描电子显微镜、激光拉曼光谱仪和X射线衍射仪等设备,表征了金刚石薄膜的表面形貌、相组成及晶面取向。实验结果表明:随着N2体积分数的增加(由0%增加到6%),薄膜中的非金刚石相含量逐渐增大,金刚石晶粒尺寸逐渐减小,晶面取向也由较大的晶面(111)转变成较小的晶面(100);当N2体积分数为4%时,沉积的金刚石膜表面为"菜花"状结构;低体积分数(2%)的N2有利于获得高度取向(100)的金刚石膜。 相似文献
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《Surface & coatings technology》1987,30(3):327-331
Gallium phosphide (GaP) was prepared by treating specpure gallium with AnalaR grade Zn3P2 in an argon atmosphere. Thin films of GaP were evaporated onto glass substrates at various substrate temperatures under vacuum. Films evaporated onto substrates at and above 250°C were polycrystalline in nature. Films of various thicknesses were grown. The conductivity of these films in the dark and in white light is presented for the temperature range 100–300 K. Optical absorption spectra for films grown at substrate temperatures Ts = 90, 180 and 250°C were also recorded in the range 0.5–2.5 eV. All the features are attributed to the structural disorder which probably occurs during evaporation onto the glass substrates. 相似文献
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本研究在实验室自制的10kW圆柱形多模谐振腔式MPCVD装置中,研究了高功率沉积环境下,氮气在不同基片温度下对沉积的金刚石膜的影响。利用SEM表征对金刚石膜表面形貌的变化进行了分析,并结合Raman以及XRD的表征结果,分析了不同沉积温度下,氮气体积浓度与金刚石膜质量和晶粒尺寸间的关系。结果表明:引入氮气会同时起到提高沉积速率和增加二次形核的作用,并且金刚石膜的质量会随氮气体积浓度的增加而下降。随着基片温度的降低,N2对金刚石膜的影响将更多的表现为增加二次形核率。在基片温度为750℃时,通过研究不同氮气体积浓度下金刚石膜晶粒尺寸和结晶度的变化,得出当氮气体积浓度保持在0.03%~0.07%之间时,能获得晶粒尺寸为50nm左右且结晶度较好的纳米金刚石膜。 相似文献
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Arnold H. Deutchman Robert J. Partyka 《JOM Journal of the Minerals, Metals and Materials Society》1990,42(3):58-58
The dual ion beam technique (DIOND) allows deposition of DLC films with levels of carbon sp3 hybridized bonding much higher than that achievable with PACVD techniques, and at levels approaching those measured in natural single crystal diamond. Due to the high degree of diamond bonding in the films, they are much harder than graphite or amorphous carbon films and can be used effectively in applications requiring improved wear resistance. In addition, since the dual ion beam technique is implemented at temperatures that do not exceed 66°C, it is now possible to deposit these hard diamond films on a number of high-performance engineered components like cutting tools, gears, bearings, and other precision parts exposed to significant wear. 相似文献