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”。     

TiC中间过渡层对硬质合金表面沉积（类）金刚石的影响

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表面沉积金刚石薄膜，研究了ＴｉＣ中间过渡层对金刚石薄膜沉积效果的作用及粘结机理。结果表明在相同沉积条件下ＴｉＣ中间过渡层可以显著提高硬质合金表面沉积金刚石薄膜的生长速率，而且还可提高金刚石薄膜与基体的结合力。     

TiC中间过渡层对硬质合金表面沉积（类）金刚石的影响

采用ＣＨ４－Ｈ２－Ｏ２微波等离子体化学相沉积法在硬质合金表面沉积金刚石薄膜，研究了ＴｉＣ中间过渡层对金刚石沉积效果的作用及粘结机理，结果表明在相同沉积条件下ＴｉＣ中间过渡层可以显著提高硬质合金表面沉积金刚石薄膜的生长速率，而且还可提高金刚石薄膜与基体的结合力。     

大孔径内孔表面金刚石薄膜涂层的制备

应用热丝化学气相沉积（HFCVD）工艺,并采用合适的衬底预处理方法和优化的工艺参数,在大孔径硬质合金内孔表面沉积了金刚石薄膜。分别采用SEM、EDS和喇曼光谱依次对衬底预处理前后内孔表面及沉积的金刚石薄膜进行了表征,并通过压痕实验评估了薄膜的附着强度。该压痕实验结果与薄膜的SEM及喇曼光谱表征的结果具有一致性。结果表明：采用合适的衬底预处理方法和优化的HFCVD工艺,可以在大孔径硬质合金内孔表面沉积高质量的金刚石薄膜。     

金刚石涂层用低钴硬质合金基体表面二步浸蚀法的研究

研究了先用Murakami剂浸蚀WC相，再用（H2O2＋H2SO4）酸混合液除去o相的2步法浸蚀YG6硬质合金基体表面预处理的过程，并在浸蚀过的硬质合金基体上，用热丝法沉积了金刚石薄膜，结果表明：2步浸蚀法可在基体表面深度为6μm-12μm的范围内，使Co含量从6％降低到0．54％－3．22％，并使硬质合金基体的表面粗糙度增加到Ra=1.0μm，但会导致硬质合金基体表面的硬度从89．9HRA降低至88．1HRA，在该硬质合金基体沉积金刚石薄膜之后，发现金刚石薄膜试样的组织结构具有明显的｛111｝面取向，金刚石涂层与硬质合金基体具有较高的粘结强度。     

等离子体技术在提高硬质合金工具上金刚石薄膜附着力方面的应用

金刚石薄膜具有优异的性能，作为切削工具表面的保护性涂层，可以大幅度提高工具的使用寿命以及加工精度。硬质合金是一种广泛使用的工具材料，在其表面沉积高附着力的金刚石薄膜时存在着困难。等离子体中离子、原子或分子具有高的反应活性，等离子体技术在金刚石薄膜的制备中有着广泛应用。利用等离子体技术可以极大的消除因金刚石薄膜与硬质合金基体之间存在热应力以及由硬质合金中的钴粘结剂在化学气相沉积金刚石薄膜过程中的促石墨化作用而产生的不利影响，提高金刚石薄膜与硬质合金基底之间附着力。本文综述了等离子体技术在提高硬质合金工具表面金刚石薄膜附着力方面的研究进展。     

沉积温度对硬质合金基体表面硼掺杂金刚石涂层性能的影响（英文）

采用热丝化学气相沉积法在硬质合金基体表面沉积一层硼掺杂金刚石(BDD)薄膜,沉积温度为450~850℃。研究沉积温度对硬质合金基体表面硼掺杂金刚石涂层性能的影响。研究结果表明,硼掺杂明显有助于提高金刚石涂层的生长速率。当沉积温度为650℃时,BDD薄膜在硬质合金基体表面的生长速率可达到544 nm/h。这可能是由于反应气体的硼原子降低了薄膜生长的激活能(53.1 k J/mol),从而加快了沉积化学反应速度。此外,拉曼光谱和X射线衍射结果显示,高浓度硼掺杂(750和850℃)会破坏金刚石的晶格结构,从而使薄膜内缺陷增加。综上,硬质合金基体表面BDD薄膜的优选沉积温度范围为600~700℃。     

硬质合金基体金刚石薄膜摩擦学性能研究的进展

硬质合金基体表面沉积金刚石薄膜可以提高其硬度和耐磨性,延长其使用寿命,有效保护和节约钨、钴等稀有金属。作为一种多晶膜,金刚石薄膜的摩擦系数直接影响了其在摩擦学领域的应用。对近年来硬质合金基体表面CVD金刚石薄膜的摩擦磨损性能的研究状况进行了阐述,分析了CVD金刚石薄膜在摩擦实验过程中的摩擦磨损机制,并对金刚石薄膜在摩擦学领域中的应用研究进行了展望。     

金刚石厚膜表面金属化及其钎焊研究

本文首先使用磁控溅射法在清洁的金刚石厚膜表面溅射Ti/Cu层,利用热的浓硫酸腐蚀表层的Cu和Ti层,获得具有合金TiC层的金刚石厚膜表面,实现金刚石厚膜的表面金属化;然后利用高频感应加热方法,以Ag-Cu-Ti混合粉末作为焊料进行金刚石厚膜的钎焊实验,主要对钎焊过程中的钎焊温度、保温时间以及焊料用量等参数进行了研究。结果表明,以60℃/s的速度加热到870℃后保温15 s,焊料用量为80μg时,金刚石厚膜与硬质合金刀具之间的焊接强度可以达到125 MPa,可以满足机械加工强度要求。     

合金薄膜铜衬底抛光质量对薄膜表面结构的影响

合金薄膜具有良好的导电性、抗磨损性质,已成为半导体产业的技术热点.铜做为合金薄膜衬底材料时,要求其有完美的表面.本文采用氧化铝微粉和金刚石抛光膏对合金薄膜铜衬底进行了机械研磨和抛光的实验研究,采用接触式粗糙度仪、AFM、台阶仪和光学显微镜对比分析了铜衬底表面粗糙度、表面均匀性和平面度的变化规律.初步探讨了铜衬底表面对Pd-Ni-P合金薄膜表面结构的影响,研究结果表明采用1 μm平面度,Ra小于3 nm且抛光均匀性好的光滑铜衬底可以获得良好的合金薄膜.     

The effects of substrate compositions on adhesion of diamond films deposited on Fe-base alloys

Diamond deposition on a series of ferrous alloy substrates has been examined in a microwave plasma enhanced chemical vapor deposition reactor. The results show that the nucleation, growth, and adhesion properties of the diamond are strongly dependent on the types and relative concentrations of the alloy elements in the substrates. Along with high nucleation densities, continuous and adherent diamond films have been successfully fabricated on the Al-modified alloy substrates, even in the absence of inter-layers or nucleation enhancing surface pre-treatment. The mechanism is preliminarily clarified regarding the delicate competition and balance between the base metal and the alloying elements in terms of their activation and deactivation ability on catalyzing graphite formation during deposition process.     

超硬材料薄膜涂层研究进展及应用

CVD和PVD TiN，TiC，TiCN，TiAlN等硬质薄膜涂层材料已经在工具、模具、装饰等行业得到日益广泛的应用，但仍然不能满足许多难加工材料，如高硅铝合金，各种有色金属及其合金，工程塑料，非金属材料，陶瓷，复合材料(特别是金属基和陶瓷基复合材料)等加工要求。正是这种客观需求导致了诸如金刚石膜、立方氮化硼(c—BN)和碳氮膜(CNx)以及纳米复合膜等新型超硬薄膜材料的研究进展。本文对这些超硬材料薄膜的研究现状及工业化应用前景进行了简要的介绍和评述。     

微晶/纳米金刚石复合涂层的沉积与表征

采用偏压增强热丝CVD(HFCVD)法,通过引入惰性气体Ar,在经过甲醇新预处理方法处理后的硬质合金衬底表面成功沉积了微晶/纳米金刚石复合涂层。对金刚石复合涂层的表面形貌、成分、表面粗糙度进行了分析和研究。研究结果表明:新的预处理方法能够提高金刚石薄膜与衬底之间的附着强度。Ar的引入使得金刚石薄膜二次形核率更高,颗粒也更加细小,纳米金刚石复合涂层不但具有高的附着强度,而且具有非常低的表面粗糙度。对于拓展纳米金刚石涂层在精密加工领域中的应用具有一定的作用。     

Cutting performance of multilayer diamond coated silicon nitride inserts in machining aluminum–silicon alloy

Aluminum–silicon (Al–Si) alloy is very difficult to machine and diamond tools are considered by far the best choice for the machining of these materials. Experimental results in the machining of the Al–Si alloy with diamond coated inserts are presented. Considering the fact that high adhesive strength and fine surface morphology play an importance role in the applications of chemical vapor deposition (CVD) diamond films, multilayer technique combining the hot filament CVD (HFCVD) method is proposed, by which multilayer diamond-coating on silicon nitride inserts is obtained, microcrystalline diamond (MCD)/ nanocrystalline diamond (NCD) film. Also, the conventional monolayer NCD and MCD coated inserts are produced for comparison. The as-deposited diamond films are characterized by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and Raman spectrum. All the CVD diamond coated inserts and uncoated insert endure the aluminum-silicon alloy turning to estimate their cutting performances. Among all the tested inserts, the MCD/NCD coated insert exhibits the perfect behavior as tool wear due to its very low flank wear and no diamond peeling.     

Effects of pre-treatment on the growth rate and morphology of hard anodic films on aluminium (EN AW-6082)

For qualitative statements concerning influences of the substrate's surface on thickness and morphology of the films different surface states were prepared. Aluminium alloys (6000 series alloy) were applied as substrate for the hard anodization. The characterization (thickness, surface morphology) of the alumina films implies significant correlations between surface states of the substrate and film thickness. The results of the film thickness were confirmed with two investigation methods independently. Using Atomic Force Microscopy (AFM) the surface morphologies of both as-received and polished surface states were shown. The obtained roughness values correspond to the values by the conventional roughness measuring station.The comparison between the bare and the subsequently anodized surface morphologies implies an increasing film thickness growth rate with a decreasing roughness of the substrate. All experimental parameters for the hard anodizing process were maintained. Smooth surfaces of the substrate result in less rough anodized films. The effects of pre-treatment on the growth rate and morphology of hard anodized aluminium oxide films on AlSi1MgMn-alloy were summarized in a “hard anodization map”.     

提高电镀金刚石钻头保径能力的几种方法

在我国，电镀方法生产金刚石钻头已有近40年的历史。电镀方法生产金刚石钻头是在室温下进行，对金刚石没有任何热损伤；镍基合金胎体性能优良，对岩石有较广泛的适应性。但是，电镀金刚石钻头的保径效果差，特别是钻进硬、脆、碎岩石和钻进强研磨性岩石时尤其明显。本文分析比较了提高电镀金刚石钻头保径效果的几种新工艺包括双锥形工作面钻头、螺旋形水槽和半底喷式结构、聚晶保径规保径钻头、内外径和底唇面分开电镀法钻头、跟模电镀法钻头、镍钴锰合金胎体金刚石钻头，并给出了电镀镍钴锰合金金刚石钻头的电镀液配方及工艺参数。通过试验得出采用方柱状聚晶保径或采用镍钴锰合金胎体，电镀金刚石钻头的保径效果好，钻头寿命可提高30％以上。     

脉冲偏压辅助热丝法沉积金刚石膜的实验研究

本文针对金刚石涂层应用于工具、模具的需要,研究脉冲偏压在热丝法沉积金刚石工艺中促进金刚石形核、生长的作用。进行了不同脉冲电压、频率、占空比条件下制备金刚石涂层的试验,采用金相显微镜观察涂层的颗粒尺寸及均匀性、致密性,确定了优化的工艺参数。采用优化的工艺参数在硬质合金基体表面沉积金刚石涂层,观察金刚石涂层的结构并测试与基体的结合力。结果表明,生长的金刚石涂层颗粒细小、均匀,与基体的结合力良好。