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硬质合金表面去钴和脱碳对金刚石薄膜粘结性能的影响

孙心瑗 , 周灵平 , 林良武 , 李德意 , 李绍禄

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2004.06.020

金刚石涂层的粘结性能是影响CVD金刚石薄膜涂层刀具使用寿命的关键因素.本文分别对硬质合金(YG6)表面进行酸蚀去钴和原位脱碳两种不同的预处理后,在热丝CVD系统中沉积金刚石薄膜,运用压痕试验评价金刚石薄膜与硬质合金基体的粘结性能.结果表明,经过原位脱碳预处理的硬质合金表面上金刚石涂层的粘结性能比酸蚀去钴法提高了近一倍;同时分析了硬质合金表面酸蚀去钴对金刚石薄膜粘结性能的影响及其剥离机制,并讨论了硬质合金表面原位脱碳的化学机制.

关键词: CVD金刚石薄膜 , 硬质合金 , 粘结强度 , 压痕试验

硬质合金表面Mo离子注入对CVD金刚石涂层形成的影响

陈靖 , 王小平 , 李运钧 , 姚宁 , 马会中 , 张兵临

材料导报

采用离子注入工艺对YG6硬质合金表面进行处理,探讨了离子注入处理对硬质合金CVD金刚石涂层形成的影响.研究结果表明,Mo离子注入使硬质合金表面细化,金刚石涂层的粒度减小,改善了金刚石薄膜与合金衬底间的附着力.

关键词: 离子注入 , 硬质合金 , CVD金刚石薄膜 , 附着力

基于第一性原理方法研究基团在CVD金刚石薄膜(001)表面上的生长

刘学杰 , 魏怀 , 任元 , 陆峰 , 张素慧 , 银永杰

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.04.008

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究CVD金刚石薄膜(001)表面的生长机理.计算清洁金刚石表面和氢(H)终止金刚石表面的构型.考察H原子和活性基团(C,CH,CH2和CH3)在清洁重构金刚石表面及在单层H终止金刚石表面上的吸附演变.结果表明:清洁金刚石表面发生了对称二聚体重构,H原子终止金刚石表面稳定了金刚石结构;基团在金刚石(001)表面吸附演变过程中,H原子起到激活石墨和萃取表面H原子产生活性位的作用;CH2基团比CH3基团能够更好地提高CVD金刚石薄膜的生长率,是薄膜生长过程中最有效基团;CH基团阻碍了薄膜的生长.

关键词: 第一性原理 , CVD金刚石薄膜 , 基团 , 生长机理 , 吸附演变

微波等离子体刻蚀处理对金刚石薄膜涂层刀具附着力和切削性能的影响

孙方宏 , 陈明 , 张志明 , 沈荷生

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2001.03.002

用HFCVD法在硬质合金(YG6)刀具衬底上沉积金刚石薄膜,用氢微波等离子体刻蚀的方法 对衬底进行表面预处理,研究了该预处理技术对WC硬质合金衬底表面成分的影响。进一步探 讨了所沉积金刚石薄膜的表面形貌和附着力,并通过难加工材料实际切削试验,研究了所制备的 金刚石薄膜涂层刀具的切削性能。试验结果表明,Ar-H2微波等离子体刻蚀脱碳处理是提高金刚 石薄膜附着力和改善涂层刀具切削性能的有效预处理方法。

关键词: CVD金刚石薄膜 , 微波等离子体 , 附着力 , 切削性能

复合抛光对 CVD金刚石薄膜表面光洁度的改进研究

苏青峰 , 夏义本 , 王林军 , 史伟民

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00499

采用激光抛光和热化学抛光相结合的方法, 对通过热丝CVD方法生长的金刚石薄膜进行了复合抛光处理. 并利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对金刚石薄膜进行了表征. 结果表明, 所合成的金刚石薄膜是高质量的多晶(111)取向膜; 经复合抛光后, 金刚石薄膜的结构没有因抛光而发生改变, 金刚石薄膜的表面粗糙度明显降低, 光洁度大幅度提高, 表面粗糙度R a在100nm左右, 基本可以达到应用的要求.

关键词: CVD金刚石薄膜 , composite polishing , surface roughness

CVD金刚石薄膜的掺硼研究

杨小倩 , 胡晓君 , 沈荷生 , 张志明 , 李荣斌 , 何贤昶

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2002.01.004

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.

关键词: CVD金刚石薄膜 , 掺杂 , 电学性能

金刚石纳米粉促进的CVD金刚石薄膜的生长行为研究

邵乐喜 , 刘小平 , 谢二庆 , 贺德衍 , 陈光华

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2002.01.019

采用由普通炸药爆轰制备的金刚石纳米粉对光滑硅衬底进行了涂覆预处理,研究了金刚石薄膜经涂覆和研磨预处理的两种衬底上的生长行为及其演化过程.结果表明,纳米粉处理能在显著提高成核密度的同时,大大缩短长成连续膜所用的时间;薄膜的生长由前后相继的两个阶段所构成,即确定晶面形成前球状颗粒的成长与融合和晶面的逐渐显露与晶粒长大过程.经足够长的生长时间后,所得薄膜具有结构致密、晶面清晰、晶形完整和表面平整度高的特征,特别适合于高致密性自支持薄膜的生长.而研磨处理衬底上生长的薄膜一旦成核,便有确定晶面的显露,但却出现明显的二次成核和孪晶,所得薄膜的致密性与表面平整度均不及涂覆处理的好.文中还对结果进行了简要讨论.

关键词: 金刚石纳米粉 , CVD金刚石薄膜 , 生长行为

复合抛光对CVD金刚石薄膜表面光洁度的改进研究

苏青峰 , 夏义本 , 王林军 , 史伟民

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2006.02.039

采用激光抛光和热化学抛光相结合的方法,对通过热丝CVD方法生长的金刚石薄膜进行了复合抛光处理.并利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对金刚石薄膜进行了表征.结果表明,所合成的金刚石薄膜是高质量的多晶(111)取向膜;经复合抛光后,金刚石薄膜的结构没有因抛光而发生改变,金刚石薄膜的表面粗糙度明显降低,光洁度大幅度提高,表面粗糙度Ra在100nm左右,基本可以达到应用的要求.

关键词: CVD金刚石薄膜 , 复合抛光 , 表面粗糙度

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