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大面积高光学质量金刚石自支撑膜的制备

吕反修 , 唐伟忠 , 刘敬明 , 宋建华 , 佟玉梅 , 于文秀 , 李国华 , 罗廷礼 , 张永贵 , 郭辉 , 孙振路 , 何其玉

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2001.01.007

介绍了一种新型的磁控/流体动力学控制的大口径长通道直流电弧等离子体炬,并据此设计建造了100千瓦级高功率DC Arc Plasma Jet CVD金刚石膜沉积系统.讨论了该系统采用的半封闭式气体循环系统的工作原理,以及在气体循环条件下制备大面积高光学质量金刚石自支撑膜的研究结果.

关键词: 直流 , 电弧等离子 , 体炬 , 气体循环 , 大面积 , 高光学质量 , 金刚石自支撑膜

CVD自支撑金刚石厚膜的氧化动力学研究

刘敬明 , 吕反修

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2007.04.003

为了了解直流等离子喷射CVD自支撑金刚石膜高温氧化机理,利用热失重的方法研究了金刚石膜在不同温度、不同氧浓度条件下的氧化反应.结果表明:CVD金刚石膜氧化反应中的反应指数大约为0.63,氧化反应的激活能为220kJ/mol.通过X-Ray和Raman分析可知,CVD金刚石膜的氧化经历3个过程:1)金刚石膜表面氢的解吸和氧的吸附;2)金刚石与氧发生化学反应;3)金刚石氧化产物(CO、CO2)的解吸.

关键词: CVD金刚石膜 , 高温氧化 , 氧化动力学

金刚石膜氧化行为的TGA分析

刘敬明 , 黄天斌 , 吕反修 , 唐伟忠 , 佟玉梅

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2000.04.001

采用热重分析法(TGA)对直流等离子体喷射制备的金刚石膜在空气中的氧化行为进行了研究,结果表明;直流等离子体喷射制备的金刚石膜氧化激活能为220KJ/mol,与天然金刚石的氧化激活能相当.用扫描电子显微镜(SEM)和Raman光谱对金刚石膜氧化前后的形貌和成分作了分析.结果表明:金刚石膜在空气中氧化优先刻蚀晶界和孔隙,孔隙不断增加,晶界瓦解,金刚石膜成为一个个柱状单晶粉末;金刚石膜氧化前后未出现石墨或其它中间产物.

关键词: 金刚石膜 , 氧化 , 热重分析法(TGA)

高质量自支撑CVD金刚石膜的氧化行为

刘敬明 , 吕反修

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.02.020

研究了气体循环模式下的直流等离子体喷射CVD自支撑高质量金刚石厚膜高温氧化行为.结果表明,金刚石膜在大约650℃开始氧化,氧化速度随着温度的升高而快速增加;高温氧化将导致金刚石膜的力学、光学和热学性能的下降,多晶金刚石膜晶界的优先氧化损伤是造成其综合性能下降的主要原因.高质量的自支撑金刚石膜不适合在空气中700℃以上长时间工作,但在800℃以下短时间(3min内)工作是安全的.

关键词: 氧化 , 高质量自支撑金刚石膜 , 直流电弧等离子体喷射

CVD金刚石膜的抛光技术

张恒大 , 刘敬明 , 宋建华 , 蒋政 , 吕反修

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2001.01.006

高的表面粗糙度和厚度的不均匀性影响了CVD金刚石膜的应用.而抛光可以减少这些缺点近年来.发展了许多CVD金刚石膜的抛光技术.而且不同的抛光技术都有其优缺点.表文总结了CVD金刚石膜的各种抛光技术及其特点.并提出了一种新的抛光技术.

关键词: 金刚石膜 , 抛光 , 化学气相沉积

氧化对CVD自支撑金刚石膜力学性能的影响

刘敬明 , 唐伟忠 , 吕反修

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2004.03.012

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.

关键词: CVD金刚石膜 , 氧化 , 断裂强度

高质量CVD金刚石膜的氧化损伤

刘敬明 , 唐伟忠 , 吕反修

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2001.02.012

高质量CVD金刚石膜的高温损伤的研究是其高温应用的基础。抛光的金刚石膜经780℃保温3min后，红外透过和可见光的透过率开始下降；780℃保温15min后，其红外透过和可见光的透过率严重受损。扫描电镜、原子力学显微镜及台阶仪的结果表明：CVD金刚石膜氧化的开始阶段主要集中在晶界、表面孔洞等缺陷处，随后导致金刚石膜的晶面也开始刻蚀，表面粗糙度增大，最终使得金刚石膜丧失红外和可见光的透过。

关键词: 金刚石膜 , 氧化 , 红外透过率 , 显微组织

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