CVD金刚石薄膜的掺硼研究

采用固体三氧化二硼，在单晶硅（100）衬底上用微波CVD法生长金刚石薄膜和进行p型掺杂，对不同掺杂碳源浓度下CVD金刚石薄膜的掺杂和生长行为、薄膜表面形貌、薄膜的电性能等进行了研究。结果表明，硼确实已掺入金刚石膜中；在SEM下观察到硼掺杂金刚石膜结构致密没有孔洞；用Ti和Ag分别在掺杂金刚石薄膜表面制备电极，测试了在不同温度下电流随温度的变化。     

掺硼金刚石厚膜电极污水处理实验研究

在EACVD(electron-assisted hot filament chemical vapor deposition)金刚石膜沉积系统上制备出了掺硼金刚石厚膜电极,采用循环伏安法研究了掺硼金刚石厚膜电极和IrO2/Ta2O5钛涂层电极电化学性能的差别,结果表明掺硼金刚石厚膜电极具有比IrO2/Ta2O5钛涂层电极更宽的电势窗口(约3.4V)和更低的背景电流(接近于零).用所制备的掺硼金刚石厚膜电极和IrO2/Ta2O5钛涂层电极对比处理高浓度难降解污水,通过测定污水处理过程中化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)的变化、观察污水处理过程中颜色的变化、处理前后两电极的SEM照片研究了掺硼金刚石厚膜电极在污水处理中的应用,试验表明掺硼金刚石厚膜电极比IrO2/Ta2O5钛涂层电极处理污水效率更高、处理高浓度难降解污染物的能力更强,电极更加稳定、耐腐蚀性更好,是一种很有应用前景的电极.     

超细晶粒金刚石涂层刀具高速铣削石墨的切削性能研究

选用超细晶粒和粗晶粒金刚石涂层的双刃整体硬质合金平头立铣刀,在相同切削参数下进行石墨的高速铣削加工试验.试验结果表明:超细晶粒金刚石涂层刀具具有良好的表面涂层性能,在切削过程中刀刃磨损均匀缓慢,刀具的使用寿命和工件的加工表面质量都优于粗晶粒金刚石涂层刀具,适合石墨等硬脆材料的高速切削加工.     

热喷涂技术制备锌镍合金涂层及性能研究

介绍了采用电弧线材喷涂和火焰线材喷涂两种热喷涂工艺制备锌镍合金涂层,并对两种工艺所制备涂层的结合强度和耐热疲劳性能进行了研究。     

氟化石墨/氟碳复合涂层耐磨防腐性能研究

以氟化石墨（FGi）填充改性氟碳（FEVE）涂料,制备氟化石墨/氟碳（FGi/FEVE）复合涂层,并对其附着力、硬度以及耐磨防腐性能等进行分析,探讨其耐磨防腐作用机制。结果表明：FGi中C-F键的存在,不仅增加了涂层与填料之间的界面相容性,进一步增强复合涂层的热稳定性,提升附着强度与硬度,同时具有优异的疏水性能,使涂层表面接触角由84.5°提升至102.0°。电化学测试表明,质量分数1%FGi改性FEVE复合涂层的低频阻抗模量为3.1×10⁵Ω·cm²,与纯FEVE涂层相比,提升了近1个数量级,表明复合涂层具有更好的防腐性能。这归因于FGi与固化剂N75之间形成的氢键,增加了FGi在FEVE涂层中的分散性,能更有效阻止腐蚀介质的渗透。摩擦测试表明：质量分数1%的FGi可以使FGi/FEVE复合涂层的摩擦因数降低16.9%、磨损率降低48.0%。FGi填充改性增强了FEVE涂层的电绝缘性和疏水性,同时发挥物理屏障作用,能有效防止基底受到腐蚀并阻止裂纹扩展,从而有效提升了FGi/FEVE复合涂层的耐磨防腐性能。     

C/PMR-15基体表面WC-Co涂层制备及性能研究

采用超声速火焰喷涂工艺,在预黏结Kevlar-49纤维布的C/PMR-15基体上制备了WC-Co涂层.结果表明：预黏结Kevlar-49纤维布后所得的WC-Co涂层连续致密,这主要是由于Kevlar-49纤维布表面具有凸凹起伏的特征,为涂层粒子沉积提供了有利条件.经260℃至室温的热冲击300次后,涂层未出现明显剥落,原始裂纹基本无扩展现象,这主要是由于Kevlar-49纤维布具有较好的应力缓和功能.     

石墨含量对石墨固体润滑涂层摩擦学性能的影响

利用简便的刷涂法在钢基体表面制备了石墨固体润滑涂层。利用MM-200型摩擦磨损试验机对不同石墨含量的固体润滑涂层进行了详细的摩擦学性能对比试验。结果发现．石墨固体润滑涂层的摩擦学性能与石墨含量之间呈“马鞍形”变化规律，当石墨的质量分数为28％时，固体润滑涂层的减摩、耐磨性能最佳。     

金刚石粒子增强锌铝基耐蚀涂层的制备及其性能

为解决锌铝基耐蚀涂层在高速、强摩擦等特殊服役条件下硬度低、耐磨减摩性能差等问题,尝试通过添加金刚石粒子对其进行强化。研究了金刚石粒子及其添加量对涂层硬度、摩擦因数、耐磨性能、腐蚀电流密度和微观组织的影响。结果表明：添加1%0～7%0的金刚石粒子来强化传统锌铝基耐蚀涂层是可行的,不但能够显著提高涂层的硬度和摩擦学性能,而且没有对涂层的耐蚀性造成不利影响。     

C/PMR-15基体表面WC-Co涂层制备及性能研究

采用超声速火焰喷涂工艺，在预黏接Kevlar-49纤维布的C／PMR-15基体上制备WC—Co涂层。结果表明：预黏接Kevlar-49纤维布后所得的WC—Co涂层连续致密，这主要是由于Kevlar-49纤维布表面具有凸凹起伏的特征，为涂层粒子沉积提供了有利条件。经260℃至室温的热冲击300次后，涂层未出现明显剥落，原始裂纹基本无扩展现象，这主要是由于Kevlar-49纤维布具有较好的应力缓和功能。     

掺硼金刚石膜的电火花加工研究

由于金刚石膜的加工极其困难，提出了一种通过在制备过程中掺杂使金刚石膜导电的金刚石膜精加工新工艺，利用电火花对掺杂金刚石膜进行电加工。研究了电参数对金刚石膜加工性能的影响，用SEM和Raman分析了金刚石膜电火花加工表面的形貌和成分。研究了掺硼金刚石膜电火花加工的加工机理，建立了电火花加工模型。试验结果表明，电参数对金刚石膜的加工速度、表面粗糙度有较大影响，掺杂金刚石膜的电火花加工是汽化、熔化、氧化、石墨化等多种效应的综合作用结果，通过掺杂可以显著改善金刚石膜的可加工性。     

氧化对CVD自支撑金刚石膜力学性能的影响

研究了CVD金刚石膜氧化行为与断裂强度的关系。试验结果表明：CVD金刚石膜随着高温氧化时间延长，其断裂强度不断下降；同样，随氧化温度的增高，断裂强度急剧降低。但在780℃氧化20min以内，或在810℃氧化10min以内，对金刚石膜的强度没有明显的影响。晶界的优先氧化所造成材料连续性的降低是高温下导致金刚石膜强度降低的主要原因。     

金刚石涂层刀具研究进展

金刚石涂层刀具作为一种新型刀具，其使用范围不断扩大，市场前景良好。本文介绍了金刚石涂层刀具在国内外的研究动态及进展情况。     

CVD金刚石膜抛光技术

综述了国内外ＣＶＤ 金刚石膜抛光技术的最新进展,介绍了不同抛光方法的加工机理以及工艺性能和特点。     

高压合成含硼金刚石及电化学性能机理分析

含硼金刚石不仅具有金刚石的优异的机械、物理化学性能,其导电性有大幅度提高,是很有发展潜力的功能材料。文章以H3BO3-石墨层间化合物（GICs）为碳源,高温高压合成含硼金刚石,利用XRF、SEM等方法分析了含硼金刚石的组成及形貌。以此含硼金刚石制备粉末微电极,测定循环伏安曲线及交流阻抗谱,分析电化学性能机理。     

微/纳米CVD金刚石涂层的制备

使用热丝化学气相沉积(HFCVD)装置,在以WC - CO硬质合金为衬底,采用调节涂层生长参数,制备出性能优良的微/纳米金刚石涂层.用SEM,AFM,Raman表征微观结构和表面品质.采用压痕法评估涂层的结合性能,并与微米金刚石涂层、纳米金刚石涂层进行比较.结果显示,当生长气压由3.3 kPa降为1.0 kPa时,底层的微米级晶粒逐渐被上层纳米级晶粒覆盖,并且涂层表面显露出纳米金刚石涂层特性.在结合性能实验中也指出,微/纳米金刚石涂层的结合性能比纳米金刚石涂层要优异.     

过渡金属作用下的金刚石石墨化机理研究*

从电子和原子角度解释了过渡金属对金刚石石墨化催化作用的机理,即过渡金属具有空d轨道,并且在某一面上与金刚石(111)面原子符合对准原则。为了验证此结论,基于第一性原理建立铬、铁、钴、钛、铂、铝、铜原子与金刚石原子的作用模型,进行仿真计算,得到不同过渡金属对金刚石石墨化的影响规律。仿真结果表明：Cr、Fe、Co、Ti、Pt作用下的金刚石结构出现不同程度的石墨化现象,而Al、Cu作用下的金刚石无石墨化现象。不同金属作用下金刚石原子结构的平面度由小到大依次为铁、铬、钴、钛、铂、铝、铜;碳原子间方差由小到大依次为铁、铬、钴、铂、钛、铝、铜;系统能量变化由大到小的顺序依次为铁、铬、钴、铂、钛。通过比较,铁、铬、钴原子对金刚石石墨化具有明显的催化作用,铂、钛原子有一定的催化作用,而铝、铜原子则无催化作用。当金属具有空d轨道且与金刚石在一定面上符合对准原则,未配对电子越多,金属对金刚石石墨化的催化作用越强;反之,当金属价电子层无d轨道或d轨道电子是充满状态时,金属对金刚石石墨化无催化作用。该研究为利用金刚石石墨化机理刃磨金刚石刀具提供了理论基础。     

钽喷丝头表面覆加金刚石膜的研究

为改善钽喷丝头的品质,提高其硬度和耐碱腐蚀能力,利用热丝CVD制备不同粒径的金刚石薄膜,并通过对钽衬底的碳化处理,成功使之沉积于纯钽啧丝头表面,对纯钽喷丝头进行表面强化.通过场发射扫描电镜观察,大粒径金刚石薄膜有少量孔隙,小粒径金刚石薄膜细腻致密.硬度测试结果表明,金刚石薄膜钽喷丝头表面硬度达HV1 000以上,远高于纯钽及其它工艺处理后的钽喷丝头.可纺性试验结果表明,其性能都达到或超过传统喷丝头,完全可以取代成本高昂的铂金喷丝头.     

压制工艺对石墨膜力学性能的影响

为提高柔性石墨膜的抗拉强度,以2种可膨胀石墨为原料制备了石墨膜,从原料的性质、膨化温度、成型压力、柔性石墨膜的密度、压制工艺等几个方面,分析对柔性石墨膜力学性能的影响,探讨柔性石墨膜的最佳制备工艺。结果表明:柔性石墨膜的抗拉强度随着石墨粒度、膨化温度、成型压力及材料密度的增加而逐渐增大;当选用的可膨胀石墨粒度范围为(-0.425+0.300 mm),膨化温度为1 000℃,成型压力为28 MPa,采用5次压制工艺(压力依次为3、10、16、28、28 MPa),取柔性石墨膜的密度为1.46 g/cm~3时,得到的2种柔性石墨膜的抗拉强度分别为5.68、5.26 MPa,相比优化前大幅提高。