激光预处理硬质合金衬底沉积金刚石薄膜研究

研究了准分子激光辐照对ＷＣ－６ｗｔ％Ｃｏ（ＹＧ６）硬质合金工具衬底沉积金刚石膜的影响。证实准分子激光辐照可产生钴选择性蒸发和表面粗糙化；从而有效地降低表面钴含量，消除钴对金刚石膜沉积的有害影响。硬质合金ＹＧ６工具衬底沉积金刚石薄膜工艺参数范围较窄，采用阶段沉积法可以得到质量良好，附着力强的金刚石薄膜。     

准分子激光预处理对硬质合金表面沉积金刚石薄膜结合强度的影响

研究了不同表面预处理条件下,硬质合金表面沉积金刚石薄膜的附着强度和破坏方式。结果表明,准分子激光预处理可以大幅度提高金刚石薄膜的附着强度,其作用机理是由于准分子激光辐照处理使硬质合金表面层的Ｃｏ选择性蒸发,避免了Ｃｏ对金刚石薄膜沉积的有害影响,以及由于高能激光束引起的表面改性（粗糙化）所产生的对金刚石薄膜的“锚链效应”。     

激光预处理硬质合金衬底沉积金刚石薄膜研究

研究了准分子激光辐照对ＷＣ－６ｗｔ％Ｃｏ硬质合金工具衬底沉积金刚石膜的影响。证实准分子激光辐照可产生钴选择性蒸发和表面粗糙化；从而有效地降低表面钴含量，消除钴对金刚石膜沉积的有害影响。     

热丝法气相沉积金刚石薄膜的影响因素

由于热丝法气相沉积金刚石薄膜成膜质量好、设备简单、成本低而得到广泛应用。本文探求了工具上应用最广泛的硬质合金上利用热丝法沉积金刚石薄膜的原理,并着重讨论了在该系统中影响金刚石薄膜质量的几个因素：预处理技术、碳源浓度、温度和气压,在金刚石的形核时期和生长时期这些因素的作用是不同的,同时这些因素又相互影响。根据影响因素制定出了最优的工艺参数,最后在硬质合金上得到了均匀而致密的金刚石薄膜,经XRD分析,由（111)和(220)晶面组成,主要是(111)面,晶粒尺寸平均为113．5nm,这些探索为金刚石沉积技术在工具上的大规模应用打下了基础。     

热丝CVD金刚石涂层硬质合金衬底两步法预处理的研究

研究了引入超声振动后酸碱两步法预处理对硬质合金衬底表面去Co催石墨化作用。采用偏压增强辅助热丝化学气相沉积(HFCVD)法,在硬质合金衬底上沉积了一层均匀、光滑的金刚石薄膜。研究结果表明:在酸碱两步法预处理过程中引入超声振动,能够有效的去除硬质合金衬底表面的Co元素,衬底表面发生了明显的粗化;采用Murakami试剂超声振动20 min腐蚀WC相,再用V(H2SO4)∶V(H2O2)=3∶7混合溶液超声振动30 s去除Co相,金刚石薄膜形核密度高、结晶质量好。这说明了超声酸碱两步法预处理能够有效的抑制钴对金刚石薄膜的不利影响,对提高金刚石薄膜与基体之间的附着力起着非常重要的作用。     

金刚石涂层用硬质合金基体表面预处理研究新进展

从孔隙的形成、界面非金刚石物的形成以及较高残余应力等3个不利方面,分析和综述了影响金刚石涂层与硬质合金基体粘结性的主要因素。着重对浸蚀基体表面除去Co相或浸蚀WC相,在基体与涂层之间形成中间过渡层或中间化合物,基体表面机械或热处理等硬质合金基体表面预处理,改善涂层与基体粘结性的3种方法和途径进行了阐述。     

化学脱钻对硬质合金沉积金刚石薄膜的影响

采用HFCVD系统,以Cu4和H2为反应气体,分别在YG3、YG6、YG10、YG13硬质合金上沉积了金刚石薄膜,研究了化学脱钴处理对不同钴含量硬质合金沉积金刚石薄膜的影响。通过对105个样品的实验结果进行统计分析发现,YG3所得金刚石薄膜样品具有足够结合强度的比例为89％;而YG6、YG10和YG13所得样品的相应值分别为24％、7％和0％。相反,YG3、YG6、YG10和YG13所得金刚石薄膜严重破坏的比例分别为0％、64％、72％和79％。研究表明,化学腐蚀脱钴处理能够解决金刚石涂层形核率低的问题,但难以解决高钴硬质合金的附着性差的问题。     

以Cr/CrSiN膜为过渡层在高钴硬质合金表面沉积金刚石薄膜

为了解决在高钴硬质合金表面难以生长高结合力金刚石薄膜的问题,采用Cr/CrSiN膜为过渡层,用热丝化学气相沉积法在硬质合金上沉积纳米金刚石薄膜（NCD）、亚微晶金刚石薄膜（SMCD）和微晶金刚石薄膜（MCD）,并对其结合力进行研究。结果表明：采用Cr/CrSiN过渡层可在高钴硬质合金表面沉积出结合力优异的金刚石薄膜,NCD的结合力最优,SMCD的结合力次之,MCD的结合力最差;当金刚石薄膜晶粒变大时,因金刚石薄膜韧性变差且过渡层碳化严重,金刚石薄膜的结合力变弱。     

激光微熔淬火放电合金化层的研究

对表面形成脉冲放电硬质合金层的50CrMoV钢，采用激光束进行加热淬火，显著提高了表层硬度及硬化层深度，并且大大改善了硬度分布。透射电镜和X射线衍射分析等结果表明，激光加热淬火使表层相组成发生了变化，并获得50～200nm的超细化组织。     

激光热处理对YG8硬质合金组织和力学性能的影响

硬质合金热处理主要是基于改变粘结相状态的一种合金强化的方法。因而,对硬质合金热处理工艺的基本要求,就是要保证粘结相在热处理过程中发生成分和结构的转变,淬火是能满足这一要求的最适宜方法,因为淬火处理能够把高温下形成的固溶体成分全部或者部分的保留下来。激...     

金刚石薄膜缺陷的激光拉曼光谱分析

本文分析了不同基板温度下在单晶硅衬底上沉积的金刚石薄膜的激光拉曼光谱特征。根据这些拉曼光谱的特点,讨论了金刚石膜中存在的几种缺陷,如内应力、SP~2态碳等。此外,对金刚石膜作光荧光分析表明,金刚石膜还存在点缺陷,如中性空缺,其零声子线(ZPL)位于1.677eV处。     

进气方式对热丝CVD制备金刚石薄膜的影响

采用超高真空热丝化学气相沉积(HFCVD)系统,以甲烷和氢气为反应气体,在YG13(WC-13%Co)硬质合金基体上沉积金刚石薄膜.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射仪(XRD)对金刚石薄膜进行检测分析,研究了反应气体的不同进气方式对金刚石薄膜的影响.结果表明,随着进气方式的改变,基体周围气氛的组成、密度和分布受到影响,金刚石薄膜的形核密度、表面形貌、生长织构均有明显的变化,所得金刚石晶粒的生长参数多为1.5<α<3,3~(1/2)/2<г<3~(1/2).     

LY12铝合金低温硬质阳极氧化工艺研究

温度对铝合金硬质阳极氧化膜的质量有显著影响,低温条件下制备的氧化膜质量远优于常温氧化膜.研究了低温(-6～-9℃)条件下LY12铝合金硬质阳极氧化工艺,分析了氧化温度、时间、电流密度对氧化膜颜色、厚度、显微硬度的影响,探讨了氧化电流密度与氧化电压的关系.结果表明,在氧化温度-6～-9℃、电流密度1.6～1.8A/dm2、氧化时间60min的条件下对LY12铝合金进行硬质阳极氧化,可以达到工件硬质阳极氧化膜厚35～45μm,硬度380～450HV的要求,且氧化膜颜色深而均匀,主要含C,O,Al,P,S元素.     

过渡层对铜基金刚石薄膜的影响

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)在纯铜基体及4种不同的过渡层(Ti、Nb、Ni、W)上制备金刚石薄膜。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、拉曼光谱仪(Raman)以及维氏硬度计对金刚石薄膜进行检测分析,研究了不同过渡层对金刚石薄膜形貌质量和附着性能的影响。结果表明,在纯铜基体以及多种过渡层上都能制备高纯度的金刚石薄膜;在形核率较高的基体上金刚石颗粒的尺寸较小,在Ni过渡层上金刚石颗粒的尺寸较大;金刚石薄膜在Ti过渡层上结合性能最好,但是非金刚石相最多。在Nb、W过渡层上的结合性能最差。     

硬质材料在金刚石工具胎体中的作用

本文通过采用热压工艺和一系列实验，研究了在铜基和铁基结合剂系统中，WC、SiC、W和Fe等四种硬质相及其粒度变化对金刚石工具的力学性能的影响。实验结果表明：同系统中不同硬质材料对胎体性能的影响程度明显不同，而随热压条件的变化硬质材料的上述表现规律也存在显著的不同，并发现WC颗粒的粒度减小有利于基体硬度与强度的提高。     

WC-Co硬质合金离子束表面改性研究

研究了注入不同剂量Ｍｏ,Ｍｏ＋Ｃ离子及Ｔｉ,Ｔｉ＋Ｙ离子的ＷＣ－Ｃｏ硬质合金的硬度、成分及相组成的变化,经离子注入后,材料表面硬度显著提高,其中双元注入比单元注入效果要好,相分析表明,离子注入使ＷＣ晶面间距增大,稀土元素Ｙ的注入在材料表面形成了Ｙ的氧化物膜层。     

Ni—P合金镀层对人造金刚石性能的影响

研究了Ni-P合金镀层对金刚石性能的影响.金刚石经化学镀+电镀,表面形成Ni-P非晶态合金镀层.该镀层可提高金刚石的抗压强度和热稳定性.