刘志平
,
董丽华
,
韩毅松
,
宋坚
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2001.04.017
超精密金刚石刀具的两个基本精度要求是刀刃轮廓精度和刃口半径.金刚石晶体的定向和晶面选择是超精密金刚石刀具研磨技术的基础,而磨削速率、压力、研磨盘和研磨粉等则是影响研磨效率和研磨质量的几个主要工艺因素,本文分别对金刚石的晶体定向和晶面选择方法进行了简要介绍,并对影响研磨效率和研磨质量的几个主要工艺因素进行了实验研究;同时对研磨的刀具进行了切削加工实验,最后探讨了超精密金刚石刀具技术的进展.
关键词:
单晶金刚石
,
晶体定向
,
研磨
,
刃口半径
吴高华
,
王兵
,
熊鹰
,
陶波
,
黄芳亮
,
刘学维
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.14.020
以Ⅰb型(100)取向高温高压(HPHT)单晶金刚石为基底、H2-CH4-CO2混合气为反应气源,利用10kW、2.45GHz不锈钢谐振腔式微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置进行金刚石同质外延生长.通过光学显微镜表征外延生长金刚石的表面形貌;Raman光谱表征金刚石的结晶质量;螺旋测微仪测厚再计算生长速率,着重探讨工艺因素中氧碳比对同质外延金刚石生长速率、表面形貌、金刚石结晶质量的影响.结果表明随着氧碳比的增加,金刚石生长模式由二维形核模式转变为台阶流模式,结晶质量提高,生长速率变慢;在微波功率7.8kW、CH4浓度(与H2的比例)8％、气压18kPa、基底温度1080℃条件下,氧碳比为0.8时,金刚石结晶质量好且生长速率高(达16μm/h).反应气源中引入合适比例的CO2是获得高的生长速率同时有效改善同质外延单晶金刚石结晶质量的有效方法.
关键词:
单晶金刚石
,
同质外延生长
,
MPCVD
,
氧碳比
吴超
,
马志斌
,
高攀
,
黄宏伟
,
付秋明
,
王传新
人工晶体学报
在微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)生长单晶金刚石过程中,测量了近衬底附近等离子体发射光谱(OES),研究了甲烷浓度对等离子体中基团谱峰强度的影响,分析了等离子体中基团谱峰相对强度与金刚石生长速率、质量的关系.利用激光拉曼光谱(Raman)和扫描电镜(SEM)对生长之后的单晶金刚石进行表征.结果表明:随着甲烷浓度的提高,Hα基团谱峰几乎不变,C2、Hβ、Hγ和CH基团谱峰强度均增加,而C2基团增加显著.同时,基团谱峰相对强度比值I(Hγ)/I(Hβ)、I(C2)/I(CH)和I(C2)/I(Hα)也都随着甲烷浓度的提高而增加.I(C2)/I(CH)比值的升高不利于单晶金刚石的生长.生长速率测试表明,单晶金刚石的生长速率随I(C2)/I(Hα)比值的增大而增加,当I(C2)/I(Hα)小于0.35时,生长速率呈现指数快速增加,超过这个值之后,增长趋势变缓,生长速率呈线性增加.
关键词:
微波等离子体化学气相沉积
,
单晶金刚石
,
发射光谱
,
甲烷浓度
廖佳
,
陈美华
,
吴改
,
刘剑红
,
孟国强
人工晶体学报
针对种晶的表面粗糙度和边部形态对MPCVD法生长金刚石单晶的影响进行了研究.结果表明,当样品表面粗糙度Ra值达到0.0066 μm时,单晶金刚石沉积层已经可以呈现出较高的结晶质量.当表面粗糙度Ra值达到0.0162μm后,种晶的中心区域受到的影响较小,但种晶边缘区域的沉积却受到了较明显的影响.研究边部形态的实验中,在同一种晶的不同区域抛磨出45°边棱和90°边棱,生长后分别对这两个区域进行了拉曼光谱测试,测试结果表明,90°边棱处1332 cm-1金刚石本征峰的半高宽较小,沉积层质量较好,初步推测90°是更适合的种晶边棱角度.
关键词:
单晶金刚石
,
种晶
,
表面粗糙度
,
边部形态
林晓棋
,
满卫东
,
吕继磊
,
张玮
,
江南
人工晶体学报
采用自主研发的5 kW不锈钢谐振腔式MPCVD设备,在Ar/H2/CH4气氛下,保持总气压与CH4气流量不变,研究了不同Ar/H2比例对单晶金刚石生长速度和晶体质量的影响.通过拉曼光谱与高分辨率XRD摇摆曲线,从生长速度与生长质量两点对所得样品进行分析.结果表明,适量Ar的存在能够显著提高单晶金刚石的生长速度,并且不损害金刚石的晶体质量.当Ar/H2=30％时,生长速度最高,为35 μm/h.随着Ar/H2比例的进一步增加,单晶金刚石的结晶质量会有所下降,Ar/H2比例过高则会严重破坏单晶金刚石的生长.
关键词:
MPCVD
,
单晶金刚石
,
Ar
严垒
,
马志斌
,
陈林
,
付秋明
,
吴超
,
高攀
新型炭材料
利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法在高温高压(HPHT)下制备的单晶片上进行单晶金刚石同质外延生长,研究了甲烷浓度和衬底温度对金刚石生长的影响.利用扫描电子显微镜与激光拉曼光谱仪对生长前后的样品进行表征.结果表明,利用HPHT单晶片上生长时,主要为层状生长和丘状生长模式,丘状生长易出现多晶结构.降低甲烷浓度能够降低丘状生长密度,提高金刚石表面平整度;金刚石生长速率随甲烷浓度、工作气压和衬底温度的增加而提高,但过高的甲烷浓度(72%)和衬底温度(1150℃)会降低金刚石的质量.所生长出的单晶金刚石质量较为理想,衬底与生长层之间过渡比较自然,金刚石结晶度高,缺陷密度小,但随膜层增厚,非晶碳含量有所增加.
关键词:
微波等离子体化学气相沉积
,
同质外延
,
单晶金刚石
