金刚石膜剥落后硬质合金基体的表面形态

采用ＳＥＭ,ＦＴ－Ｒａｍａｎ,ＸＲＤ和ＥＤＸＡ对ＣＶＤ金刚石膜自发剥落后的ＹＧ８硬质合金基体表面的形貌、相结构和微区化学成分进行了表征,结果表明,该表面上存在石墨碳相,呈针片状;沉积金刚石膜后基体表面的ＷＣ颗粒显著细化,表层Ｃｏ含量仍很低。     

金刚石膜与硬质合金基体间的界面状态

采用ＳＥＭ,ＴＥＭ对金刚石膜－硬质合金基体横截面的形态进行了研究,探讨了甲烷含量对ＣＶＤ金刚石膜－基横截面各组织层次的影响。结果表明,经化学侵蚀脱钴和等离子体刻蚀脱碳预处理的ＹＧ８硬质合金基体上所沉积的金刚石膜－基横截面组织的典型层次依次为：金刚石／薄的石墨碳中间层／细小的ＷＣ层／残留的脱碳层／残留的疏松层／ＹＧ８原始基体,甲烷含量对ＣＶＤ金刚石膜－基横截面各组织层次的形成有显著的影响。     

CVD金属石薄膜及膜——基界面形态

采用直流等离子体射流ＣＶＤ法在硬质合金基体上沉积了多晶金刚石薄膜,借助ＸＲＤ,Ｒａｍａｎ,光谱、ＳＥＭ和ＥＰＭＡ等对金刚石薄膜及膜－基界面的结构、形貌和成分进行了研究,结果表明,结晶度高的刻面型金刚石薄膜质量、纯主较好,膜－基界面处较致密,机械锚固作用明显,结合性能较好,沉积前后基体表面形貌变化很大,存在数十数米厚的脱钴－等离子体刻蚀层,等离子体刻蚀导致脱钴表面更加凹凸不平,为金刚石形核提供了有利     

利用中间阻碍层在硬质合金上沉积高粘结强度的金刚石 …

能完全阻止钴由基体渗入表面而且大可与ＷＣ－Ｃｏ硬质合金相比的阻碍底层在本研究中取得了进展，这些底层连续无缺陷，沉积时硬质合金基体没有损坏和脱碳现象，底层上沉积 钛基中间层。对以此方法涂覆后的硬质合金基体采用特殊的激光照射工艺进行纳米晶金刚石引晶处理和用等离子体ＣＶＤ法进行金刚石涂层。引晶过程采用超声波处理，可以将石墨碳从基体表面除去。用此方法获得的金刚石涂层与基体表面粘结牢固，这是在中间层，金刚石     

关于P30和P20硬质合金热处理的研究

Ｐ３０和Ｐ２０硬质合金刀片使用了盐浴热处理和油中淬火的高温方法。这种热处理产生了一定的物理－机械性能的变化，结果使粘结剂Ｃｏ相强化，在工具连续车削条件下，基体的切削能力得到实质性的增加。这结果与ＰＶＤ，ＣＶＤ涂层刀片作了比较。对工业的应用来说，上述的工艺技术具有许多经济上的优势。     

WC—Co硬质合金热处理后的TEM观察

对ＹＧ１１Ｃ和ＹＧ１３Ｃ两种牌号硬质合金热处理后的微观组织进行了ＴＥＭ分析，通过电子衍射花样的标定，确认了ＣｏｘＷｙＣｚ物相在淬火回火所得的面心立方钴（α－Ｃｏ）中的存在，并结合硬质合金热处理前后抗弯强度的测定，其该类物相在面心立方钴中的作用进行了初步探讨，结果表明：ε－Ｍ，Ｃｏ３Ｗ，Ｃｏ７Ｗ６，ｋ－Ｃｏ３Ｗ９Ｃ４等物相在热处理后的硬质合金中可起的强化作用，从而提高硬质合金的抗弯强度。     

脉冲电压幅值对等离子体化学气相沉积TiN薄膜膜基结合行为的影响

用工业型脉冲等离子体化学（ＰＣＶＤ）设备。在高速钢（Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ）和钴基硬质合金ＳＣ３０基材表面沉积了ＴｉＮ薄膜,用扫描电镜（ＳＥＭ）和连续加载压入仪研究了脉冲电压幅值对膜基结合行为的影响,结果表明：随脉冲电压在５５０－７５０Ｖ之间逐渐增大,ＴｉＮ晶粒增大,膜层脆性增加,沉积速率提高。但膜层结合力下降：在６５０Ｖ以下膜基界面有一伪扩散层出现,通过６５０Ｖ后伪散层消失,这是改善膜基结合行为的关键因     

金刚石膜生长法中石墨的纳米微团运动模型初探

利用扫描电镜分别观察了经高温高压处理后石墨在Ｎｉ７０Ｍｎ２５Ｃｏ５合金和金刚石包膜中的形貌特征,分析了种种上古老形貌形成的原因,初步探索了金刚石膜生长法中石墨的纳米微团运动模型,为进一步研究金刚石生成机理提供了新的线索。     

离子束溅射制备Co／Pt多层膜的结构

采用高角Ｘ射线衍射（ＨＸＲＤ）和ＴＥＭ研究用离子束溅射（ＩＢＳＤ）技术制备的Ｃｏ／Ｐｔ多层膜的晶体结构和显微组织形貌，结果表明：Ｃｏ／Ｐｔ多层膜的晶体结构与Ｃｏ、Ｐｔ层厚度ｔＣｏ、ｔＰｔ密切相关。当ｔＣｏ＜ｔＰｔ＜２１０时，Ｃｏ、Ｐｔ层为共格ｆｃｃ结构，随ｔＣｏ、ｔＰｔ增加，逐渐向非共格关系转变，同时，Ｐｔ、Ｃｏ层晶格发生了严重畸变。ＴＥＭ发现Ｃｏ／Ｐｔ多层膜的组织形貌明显受基底影响，与沉积在Ｓｉ基底表面上的Ｃｏ／Ｐｔ多层膜相比，沉积在ＮａＣｌ上的Ｃｏ／Ｐｔ多层膜的晶粒出现择优取向且呈条纹状分布，晶粒明显粗化     

碳源浓度对金刚石薄膜涂层刀具性能的影响

用热丝ＣＶＤ法,以丙酮为碳源,在ＷＣ－Ｃｏ硬质合金衬底上沉积金刚石薄膜,研究了碳源浓度对金刚石薄膜涂层刀具性能的影响,结果表明,碳源浓度对金刚石涂层薄膜质量、形貌和粗糙度、薄膜与衬底间的附着力、刀具的耐用度用度发削性能有显著影响,合理控制碳源浓度对获得实用化的在硬质合金刀具基础上沉积高附着强度、低粗糙度金刚石薄膜的新技术具有重要的意义。     

Mechanism and prediction of failure of diamond films deposited on various substrates by HFCVD

Diamond films were deposited on the WC-Co cemented carbide and Si3N4 ceramic cutting tool substrates by hot-filament-assisted chemical vapour deposition. The adherence property of diamond films was estimated using the critical load (Pcr) in the indentation test. The adhesive strength of diamond films is related to the intermediate layer between the film and the substrate. Poor adhesion of diamond films to polished cemented carbide substrate is owing to the formation of graphite phase in the interface. The adhesion of diamond films deposited on acid etched cemented carbide substrate is improved, and the peeling-off of the films often happens in the loosen layer of WC particles where the cobalt element is nearly removed. The diamond films' adhesion to cemented carbide substrate whose surface layer is decarbonizated is strengthened dramatically because WC phase forms by reaction between the deposited carbon and tungsten in the surface layer of substrates during the deposition of diamond, which results in chemical combination in the film-substrate interface. The adhesion of diamond films to silicon nitride substrate is the firmest due to the formation of chemical combination of the SiC intermediate layer in the interfaces. In the piston-turning application, the diamond-coated Si3N4 ceramic and the cemented carbide cutting tools usually fail in the form of collapsing of edge and cracking or flaking respectively. They have no built-up edge(BUE) as long as coating is intact.As it wears through, BUE develops and the cutting force on it increases 1 - 3 times than that prior to failure. This can predict the failure of diamond-coated cutting tools.     

金刚石复合片微观组织结构的研究

采用SEM、EDX和XRD分析手段对一种高温高压合成的金刚石复合片(PDC)进行抛光面和纵切断口的显微形貌、元素能谱成分及物相组成分析研究.结果表明:①在抛光面上:金刚石颗粒连接紧密,黏结剂Co分布均匀呈断续的“网格”结构,其质量分数稍低于纵切断口面.②在纵切断口面上:结合界面处结合紧密,实质是Dia - Co - W...     

脱钴处理对YG8硬质合金刀片上金刚石形核的影响

对比分析了经金刚石磨盘研磨、脱铅、未脱钻YG8硬质合金上蒸镀非晶碳膜对金刚石形核的影响．结果表明未脱钴YG8硬质含金上沉积金刚石膜时,即使蒸镀非晶碳膜,金刚石的形核密度仍相当低．金刚石结晶质量差．颗粒呈“菜花状”。在长时间沉积金刚石过程中,基体内的Co会扩散或蒸发到刀片表面,产生明显的钴颗粒聚集、长大。而脱钴、蒸镀非晶碳膜YG8硬质含金上沉积金刚石膜时．成核密度可达108cm-2．金刚石结晶质量好,刻面轮廓分明．表面已基本成膜。     

Study on the diamond/ultrafine WC-Co cermets interface formed in a SPS consolidated composite

Nanocrystalline WC-Co composite powder and coated tungsten diamond by using vacuum vapor deposition were consolidated by the spark plasma sintering （SPS） process to prepare diamond-enhanced WC-Co cemented carbide composite materials. The interface microstructures between coated tungsten diamond and WC-Co cemented carbide matrix were investigated by scanning electron microscopy （SEM） and energy dispersive X-ray spectroscopy （EDXS）. The results showed that there is a transitional layer between the diamond and the matrix, in which the carbon content is 62.97wt.%, and the content of cobalt in the transitional zone is 6.19wt.%; the content of cobalt in the WC-Co cemented carbide matrix is 6.07wt.%, in which the carbon content is 15.95wt.%, and the content of cobalt on the surface of diamond is 7.30wt.%, in which the carbon content is 80.38wt.%. The transitional zone prevents the carbon atom of the diamond from spreading to the matrix, in which the carbon content does coincide with the theoretical value of the raw nanocomposite powders, and the carbon content forms a graded distribution among the matrix, transitional zone, and the surface of diamond; after the 1280℃ SPS consolidated process the diamond still maintains a very good crystal shape, the coated tungsten on the surface of the diamond improves thermal stability of the diamond and increases the bonding strength of the interface between the diamond and the matrix.     

Growth of Free-standing Diamond Films on Graphite Substrates with Ti Interlayers

DIAMOND has many remarkable chemical andphysical properties,such as extreme hardness,highthermal conductivity,high electrical resistively andexcellent optical transparency and so on.For diamond,approximately5.5ev is required to excite an electronfrom the valence band to the conduction band,compared with1.1ev for Si and0.7ev for Ge m.Therefore,Diamond is a wide band gap material.Furthermore,due to the high vibration energy of carbonatoms in diamond,the frequency of infrared absorptionis abn…     

CVD金刚石膜的钎焊界面反应层及微结构

借助扫描电镜和电子探针,分析了金刚石与Ag-Cu-Ti活性钎料界面反应层的微观组织结构、界面新生化合物的形成机理以及焊接工艺条件对界面结构的影响,建立了钎焊接头界面结构物理模型.结果表明,在一定的钎焊工艺条件下,金刚石/钎料界面存在灰色的新生化合物TiC,与TiC相邻的是蜂窝状的TiCu相;接头断裂不仅仅发生在TiC相中,有时断裂也发生在TiCu层.钎焊加热温度、保温时间、钎料层的含Ti量对CVD金刚石厚膜与硬质合金的接头结构模型有重要影响.     

两步浸蚀法预处理对火焰法沉积金刚石膜形貌、结构和性能的影响

两步浸蚀法是有效改善硬质合金基体表面沉积金刚石膜质量的一种预处理方法。本文采用两种不同酸剂的两步浸蚀法分别对YG6硬质合金基体进行了表面预处理,然后在其上火焰法沉积金刚石膜,初步探讨了预处理工艺不同酸剂对金刚石膜形貌、组成和结构的影响。实验结果表明,两步浸蚀法预处理能有效抑制合金基体中粘结相Co促进石墨生长的催化效应,两种火焰沉积产物已连续成膜,主要为超细金刚石、少量石墨。     

采用WC过渡层增加金刚石薄膜附着力的研究

在微波等离子体化学气相沉积装置中，以WC-8％Co为基体，采用氢等离子体脱碳、磁控溅射镀W、碳化等方法，制备了微晶WC过渡层。研究了金刚石薄膜与基体的附着力。结果表明，表面脱碳后再镀W膜，W填充了氢等离子体脱碳时刀具表面因钴蒸发而留下的空洞，形成过渡层，在随后的碳化中和基体WC连接较为紧密，能增加金刚石薄膜与基体附着力，克服单纯的氢等离子体脱碳还原法降低刀具基体硬度、不能完全消除钴的有害影响的缺点。     

硬质合金基底表面线缺陷对金刚石涂层膜基界面结合强度的影响

基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,研究了不同硬质合金基底线缺陷率下的金刚石涂层膜基界面结合强度。通过建立[111]、[110]、[100]3种不同晶向的金刚石涂层膜基界面分子模型,研究了硬质合金基底线缺陷率对涂层膜基界面结合强度的影响以及[111]、[110]、[100]3种不同金刚石涂层晶向下的最优膜基界面结合强度。研究结果表明:硬质合金基底的表面能随着基底线缺陷率的增加而逐步增大;当线缺陷率ρ=12.5%时,基底表面能达到最大值;其后,随着基底线缺陷率继续增大,基底表面能逐渐呈减小趋势。进一步研究显示,不同晶向的金刚石涂层膜基界面的最优界面结合能的最优线缺陷率不同,[111]晶向和[110]晶向的金刚石涂层的最优基底线缺陷率均为6.25%,而[100]晶向金刚石涂层的最优基底线缺陷率则为0%。