金刚石薄膜与基材之间过渡层技术的研究

通过ＴＥＭ观察发现在金刚石膜与单晶硅片，金刚石膜与ＡｌＮ陶瓷之间存在一层过渡层，过渡层的存在为金刚石的形核及生长提供了有利的条件，受此启发，为了改善金刚民基材的结合强度，采用磁控溅射，空心离子镀，真空蒸镀等方法在Ｍｏ片上沉积ＴｉＣ，ＴｉＣＮ（Ｃ／Ｎ＝１／２）ＴｉＣＮ（Ｃ／Ｎ＝１／１０）等薄膜，研究了它们对金刚石膜与基材的结合强度的影响。     

Cu和Cu/Ti过渡层对金刚石薄膜附着力的影响

研究了硬质合金基底上采用Cu和Cu／Ti作过渡层CVD金刚石薄膜的附着力。XRD研究了金刚石薄膜的成分和结构，激光Raman谱和洛氏硬度计评价了金刚石薄膜的质量和附着力。结果表明，在Cu过渡层中引入Ti，由于Ti向生长面的扩散，促进了金刚石的二次晶核，导致晶粒细化。在沉积初期，晶粒细化也提高了金刚石薄膜与基体表面的实际接触面积。微晶金刚石有利于提高薄膜的附着力和抗冲击韧性。     

Si过渡层对梯度影响类金刚石薄膜结合力的影响研究

实验利用双放电腔微波-ECR等离子体源设备,采用复合PVD（physical vapor deposition）和PECVD（plasma enhanced chemical vapor deposition）的方法, 先后在NiTi基体上沉积Si和Si/α-C∶H过渡层,然后制备类金刚石薄膜.Raman光谱和透射电镜表明制备的梯度薄膜是典型的类金刚石薄膜,划痕的测试结果表明, Si过渡层沉积时间影响着梯度类金刚石薄膜与NiTi合金基体之间的结合强度,当沉积时间在60min左右时可获得具有最好结合强度的梯度薄膜,而超过或低于这个时间值会导致膜基结合强度降低.     

金钢石薄膜与基材之间过渡层技术的研究

通过TEM观察发现在金刚石膜与单晶硅片、金刚石膜与A1N陶瓷之间存在一层过渡层，过渡层的存在为金刚石的形核及生长提供了有利的条件，受此启发，为了改善金刚石与基材的结合强度，采用磁控溅射、空心离子镀、真空蒸镀等方法在MO片上沉积TiC、TiCN（C／N=1／2）、TiCN（C／N=1／10）等薄膜，研究了它们对金刚石膜与基材的结合强度的影响．     

铜上采用镍过渡层化学气相沉积金刚石薄膜的研究

采用镍过渡层研究了铜基片上金刚石薄膜的化学气相沉积．镍过渡层与铜基底间在高温退火条件下形成的铜镍共晶体明显地增强了金刚石薄膜与铜基片之间的结合力．用扫描电子显微镜和激光Ｒａｍａｎ谱研究了薄膜的形貌和质量;采用高温氢等离子体退火工艺在基片表面形成的铜镍碳氢共晶体上抑制了无定形碳和石墨的形成,有利于金刚石薄膜的生长．金刚石薄膜的均匀性受到共晶体的均匀性的影响．     

过渡层对TC4钛合金基类金刚石多层薄膜磨损特性的影响

在钛合金(TC4)表面制备类金刚石(DLC)薄膜是提高其耐磨损性能和使用寿命的一种有效方法。本文采用磁过滤阴极弧源技术在钛合金表面上制备软硬相间的类金刚石多层薄膜、Ti和Ti/TiC过渡层组成的类金刚石多层薄膜。利用光学显微镜和扫描电镜分析多层膜表面外观形态,并使用台阶仪、纳米压痕仪、摩擦实验机等分析多层膜的残余应力、纳米硬度、膜基结合力和摩擦磨损特性。研究结果表明：DLC多层薄膜的残余应力均低于单层DLC薄膜,残余应力从12.63 GPa降低到6.21 GPa,增加Ti/TiC过渡层的DLC多层薄膜的残余应力最小。压痕结合力研究结果表明,加入Ti/TiC过渡层的DLC多层薄膜的结合状况得到了显著提高。Ti/TiC过渡层构成的类金刚石多层薄膜,有较大的硬度和良好减摩耐磨性能。试验结果将为TC4钛合金基体上制备硬质耐磨损DLC多层薄膜提供技术方案和理论依据。     

SiC/DLC过渡层对类金刚石薄膜力学性能的影响

采用等离子体浸没离子注入及沉积技术在钛合金(Ti6Al4V)表面制备了类金刚石薄膜和含有SiC/DLC过渡层的类金刚石薄膜。采用拉曼光谱及扫描电子显微镜分析了薄膜的成分和结构,并利用超显微硬度计、薄膜结合力测试仪和往复式摩擦实验机研究了薄膜的硬度、韧性、膜/基结合力和耐磨性。研究结果表明,SiC/DLC过渡层可以提高钛合金(Ti6Al4V)表面类金刚石薄膜的韧性及膜/基结合力,与未制备过渡层的类金刚石薄膜相比,含有SiC/DLC过渡层的类金刚石薄膜的耐磨性明显提高。     

采用钛-铝-钼过渡层在铜基底上沉积金刚石薄膜的研究

采用钛-铝-钼过渡层研究了铜基片上金刚石薄膜的化学气相沉积.用SEM和Raman谱研究了薄膜的形貌和质量.用XRD分析了膜基间形成的化合物的成分,并进一步分析了铝的存在对膜基结合力的影响.实验证明,钛-铝-钼过渡层的存在显著提高了金刚石薄膜与铜基底的结合力.     

铁电薄膜过渡层材料的研究进展

具有介电、铁电、压电等特性的铁电薄膜在动态随机存储器、移相器等功能器件上拥有广泛的应用前景,但其疲劳现象已成为应用的严重障碍,在衬底与铁电薄膜之间添加氧化物过渡层可以改善这种现象.综述了普通氧化物、钙钛矿型氧化物、超导氧化物等作为过渡层材料对铁电薄膜结构与性能的影响.     

提高CVD金刚石薄膜附着力的方法及其研究进展

概述了金刚石薄膜与衬底附着力研究的最新进展,详细讨论了衬底材料的性质、衬底预处理方法、过渡层、负偏压以及CVD沉积条件对金刚石薄膜附着力的影响,总结出提高附着力的主要方法,并分析了金刚石薄膜的应用状况,指出了扩大金刚石薄膜应用的新方向及存在的主要问题.     

高速钢基体表面金刚石涂层研究的进展

高速钢衬底上生长金刚石非常困难.分析了高速钢衬底上生长高质量金刚石涂层的不利因素,综述了国内外消除不利因素所采取的措施和研究趋势,比较了预处理方法和沉积温度对金刚石涂层质量的影响,并在此基础上提出了低温条件下在高速钢刀具表面制备高质量金刚石涂层的新方法.     

钼片上CVD金刚石膜的界面研究

借助金相显微镜，ＳＥＭ、ＥＤＸＡ对钼片上ＣＶＤ金刚石膜的界面形貌和成分进行了研究，对比了加磁场与不加磁场所沉积的金刚石膜的横民面形态特征，结果表明：加磁场与否在ＣＶＤ金刚石膜和钼基体之间均存在数μｍ厚的Ｍｏ２Ｃ中间层，它呈细小柱状昌方式生长，该层以下的钼基体发生了再结晶细化；加磁场沉积的金刚石膜较致密，（显微）空隙数量较小、金刚石颗粒尺寸较小、金刚石膜背面粘附较多的Ｍｏ２Ｃ聚集物。压痕试验法评定的     

中温固体氧化物燃料电池阳极基底及负载型电解质薄膜的研制

在用固相反应法合成电解质材料Ｌａ_０．９Ｓｒ_０．１Ｇａ_０．８Ｍｇ_０．２Ｏ_３－δ（ＬＳＧＭ）的基础上,研制出中温固体氧化物燃料电池ＬＳＧＭ＋ＮｉＯ阳极基底;考察了阳极基底孔隙率、孔径分布及电导率随组成变化的规律;研究了阳极基底组成、微观结构、制备工艺等对负载型ＬＳＧＭ电解质薄膜成膜过程及质量的影响和负载型电解质薄膜在还原气氛中的结构稳定性;采用湿化学物理方法及等静压烧结工艺成功地制备出了厚度为２０～５０μｍ的负载型致密ＬＳＧＭ电解质薄膜．研究表明;ＮｉＯ含量为６０％的阳极基底具有适宜的烧结收缩率、孔隙率与孔径分布,且比表面积与比孔容积均较大,适合作为ＳＯＦＣ的阳极．随着ＮｉＯ含量的增加,还原后阳极基底的电导率有所增大．其中低ＮｉＯ含量的阳极基底在还原后的初生态,其电导率在交变信号的诱导下发生弛豫现象而迅速增大,并由离子导电性转变为金属导电性．而高ＮｉＯ含量的阳极基底,其还原后的电导率随测量时间的延长变化很小,并从一开始就表现出金属导电的性质．采用无约束烧结程序制备的负载型ＬＳＧＭ电解质薄膜,表面为粗大的片状晶粒,还原后在晶界处产生裂纹．而采用等静压烧结程序制备的负载型ＬＳＧＭ电解质薄膜,表面为细小、形状规则的晶粒, 晶界结合紧密, 且还原后晶界无裂纹出现.     

SAW器件用金刚石基c轴取向LiNbO3压电薄膜的制备

采用脉冲激光沉积技术,在以c轴取向ZnO作为缓冲层的金刚石/硅基底上制备出了结晶良好的高c轴取向LiNbO3薄膜。利用X射线衍射对薄膜的结晶质量和c轴取向性进行了研究,结果表明制得的LiNbO3薄膜具有高度c轴取向且结晶质量良好。采用扫描电子显微镜和原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行了分析,发现薄膜表面光滑,晶粒尺寸均匀,薄膜表面粗糙度约为20nm。     

金刚石薄膜热导率的研究现状

分析了金刚石薄膜热导率的声子导热机理,从金刚石薄膜晶体结构的角度总结了影响热导率的因素,例如晶界、晶内杂质、缺陷、晶粒尺寸、晶粒取向、同位素;从金刚石薄膜合成工艺角度探讨了影响金刚石薄膜热导率的因素,例如基底材料及预处理、合成温度、气源及添加气体(氧气、氮气)、工作压强、功率等.     

纳米金刚石薄膜的制备特点及特性

纳米金刚石薄膜具有金刚石薄膜和纳米材料的双重优异特性，而在制备工艺上又与金刚石薄膜有所不同，通过与金刚石作比较，综述了纳米金刚石薄膜的制备特点，表征方法；并列举了其在场发射、耐磨减摩等领域的应用和其独特性能。     

CVD自支撑金刚石薄膜中的宏观织构与微观孪晶

采用背散射电子取向成像、扫描电镜、X射线衍射等手段研究了CVD自支撑金刚石膜的宏观织构、微观组织及晶粒取向的演化过程．薄膜制备时的气氛纯度较低，这是引起本文金刚石膜中发现大量孪晶的一个重要原因．杂质原子会降低金刚石的层错能，从而降低孪晶界的形成障碍，促进孪晶生成．频繁的孪晶导致{100}织构转向{122}织构，并弱化薄膜织构，使性能趋向各向同性．{110}取向的晶粒孪晶后仍具有{110}取向，因而在多重孪晶出现时仍可保持一定的稳定性．     

用压痕试验法研究CVD金刚石膜的粘附性能

在观察与分析压入过程中CVD金刚石膜开裂方式的基础上,初步探讨了用压痕试验法评定CVD金刚石膜粘附性能的可行性．采用反映膜／基粘附性能的临界开裂或剥落载荷P_er和抗裂性参数dP／dX两指标评定了硬质合金基体表面经不同预处理方法和沉积工艺参数合成的金刚石膜的粘附性能;研究了粘附性能指标与沉积工艺参数（如甲烷浓度、沉积气压、沉积功率）之间的关系．适当的表面预处理、适中的甲烷浓度、较低的沉积气压、较高的沉积功率均有利于改善金刚石膜的粘附性能．