高质量CVD金刚石薄膜涂层拉拔模的制备与应用研究

介绍化学气相法(Chemical Vapor Deposition,CVD)制备CVD金刚石薄膜涂层拉丝模方法,并在线材的拉拔生产过程中对其性能进行了应用研究.首先,采用热丝化学气相沉积法(Hot Filament Chernical Vapor Deposition,HFCVD)在硬质合金拉丝模的内表面(内孔直径为(φ)3.8mm)沉积了高质量的CVD金刚石薄膜.并采用扫描电镜、拉曼光谱对沉积在模具内孔表面的CVD金刚石薄膜的表面形貌、薄膜质量进行了检测和评估.在实际拉拔生产线上对制备的CVD金刚石薄膜涂层拉拔模具进行了应用试验.结果表明,金刚石薄膜涂层拉丝模的工作寿命比传统硬质合金模具提高了8～10倍,并且拉制的线材具有更好的表面质量.     

CVD金刚石涂层刀具在石墨加工中的应用

CVD金刚石涂层是一种新型材料,相比于硬质合金具有更高的切削性能,适用于有色金属和非金属材料的切削加工.本文利用CVD金刚石涂层刀具和硬质合金刀具对石墨进行切削试验,将两种刀具寿命作比较,结果表明：CVD涂层刀具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨和高导热的优异性能,与未涂层刀具相比,大幅提高了刀具的耐用度.     

金刚石晶体生长研究进展

介绍利用高温高压（HPHT）合成高质量金刚石单晶和化学气相沉积法（CVD）制备金刚石薄膜的设备、方法、工艺参数以及热丝CVD和微波等离子体CVD的优缺点;P型和N型金刚石掺杂研制现状.重点介绍N型金刚石掺杂的困难,氮、锂、钠、磷、硫等杂质的掺杂效果,共掺杂对于金刚石薄膜的影响,以及近年来P型和N型掺杂取得的成果.     

直流电弧等离体喷射CVD金刚石生长面的浸润性研究

为了开展CVD金刚石生长面的浸润性研究,采用直流电弧等离体喷射技术,制备了纳米金刚石自支撑膜、微米金刚石自支撑膜以及毫米单晶金刚石.结果发现：对于相同的金刚石生长表面,接触角按甘油、饱和葡萄糖水溶液、饱和NaCl水溶液和蒸馏水的顺序逐渐增大,表明所制备金刚石的表面对各液体的浸润性逐渐变差;而对于同种滴液,接触角在不同的金刚石表面表现出不同的大小,说明不同的CVD金刚石对于同种液体具有不同的浸润性.而表面能的计算结果表明纳米金刚石自支撑膜生长面的表面能最高,其次是微米自支撑金刚石膜,而单晶金刚石的表面能最小.     

化学气相沉积金刚石窗的热和电磁性能分析

CVD金刚石窗的好坏对ECRH系统稳定安全运行有直接的影响。在CVD金刚石窗通过HE11模式的情况下,以CVD金刚石为传输线的微波窗片的材料,利用热力学有限元分析软件对输出窗进行了稳态热流固耦合分析和结构静力学分析,得到了最佳的冷却水流速,使CVD金刚石窗片中心温度和热应力最小;得到半径为38mm,厚度为1.36mm 的CVD金刚石窗片,能承受的最大连续波功率为1MW左右。然后利用自由空间法测得CVD金刚石窗的介电性能,在中心频点为140GHz时有较好的介电参数。为ECRH系统CVD金刚石窗高功率测试提供了可靠的理论依据。     

立方氮化硼的静压合成及多晶烧结

无产阶级文化大革命的伟大胜利和批林批孔运动的大好形势,推动着我国机械工业的迅速发展。各种新材料,新钢种不断涌现,原有各种高速钢,硬质合金,甚至金刚石都已难于适应机械加工的要求,形势迫使我们去研制其它新型加工材料。立方氮化硼就是一种良好的新型机械加工工具材料。 遵循毛主席“自力更生,奋发图强”的教导,国营新都机械厂人造金刚石小组,四川大学固体物理专业超硬材料研制组,成都工具研究所立方氮化硼小组的工人,干     

甲烷浓度对大面积金刚石膜生长的影响

采用电子辅助热灯丝化学气相沉积(EA.CVD)方法沉积大面积金刚石膜,在金刚石膜的沉积过程中,碳源浓度的变化会直接影响着金刚石膜的生长和质量.使用Raman,SEM等手段对金刚石膜的生长特性进行了表征.     

影响CVD金刚石断裂强度的因素

按照Griffith微裂纹理论,讨论了影响CVD金刚石断裂强度的因素。结果表明,较高的生长温度,较低的生长速率,较小的晶粒尺寸,较少的微观缺陷,较高的金刚石纯度,可以提高CVD金刚石的断裂强度。     

金刚石膜生长中的活性物质

在CVD法生长人造金刚石膜的过程中,活性物质是其生长的基础。通过本论文的实验证明,H.CH4是金刚石膜生长过程中的活性物质。本文并详细分析了H.CH4是如何在金刚石膜生长过程中产生金刚石的原子结构和键能,从而形成金刚石膜的。     

改建CVD系统制备金刚石薄膜

用一台常规的真空镀膜机改建为化学气相沉积 (CVD)系统 ,并用以制备金刚石薄膜 .采用SEM、XRD、Raman测试表明 ,金刚石薄膜质量较好 .     

超硬刀具切削复合材料的实验研究

复合材料作为一种新型的工程材料 ,已在航空、航天等现代工业中得到广泛应用。超硬材料 (金刚石 ,立方氮化硼 )则是在 2 0世纪后期发展起来的新型刀具材料。文中阐述了复合材料和超硬刀具材料的种类、性能与制造方法。用超硬刀具对复合材料进行了切削试验 ,文中介绍了部分试验内容 ,并列出试验数据。实验研究表明 ,超硬刀具是加工复合材料最有效的刀具。PCD与 PCBN复合片及 CVD厚膜金刚石刀具能够有效地加工各种复合材料 ;但 CVD薄膜金刚石刀具只能加工纤维加强的复合材料。     

微波等离子体CVD方法制备金刚石薄膜

采用微波等离子体化学气相沉积方法分别在CH4／H2，CO／H2和（CH4＋CO）／H2气体体系下合成了金刚石薄膜．结果表明，所合成的金刚石薄膜具有明显的柱状生长特性和较高的品质，（CH4＋CO）／H2体系合成的金刚石薄膜具有较高的生长速率和（100）晶面定向生长的特性．     

CVD金刚石拉丝模的性能及其优越性

介绍了CVD拉丝模的基本性能以及它与硬质合金模具、聚晶拉丝模具(即PCD拉丝模)相关性能的比较,并给出了一些使用过程中应当注意的事项.     

Development of Diamond-Coated Drills

Compared with the sintered polycrystalline diamond, the deposited thin film diamond has the great advantage on the fabrication of cutting tools with complex geometries such as drills. Because of their low costs for fabrication equipment and high performance on high speed machining non-ferrous metals and alloys, metal-compound materials, and hard brittle non-metals, diamond-coated drills find great potentialities in the commercial application. However, the poor adhesion of the diamond film on the substrate...     

金刚石涂层木工刀具的研究

采用热丝加热化学气相沉积法，将金刚石薄膜涂覆硬质合金刀片，在杠杆式磨损实验台进行磨损试验。结果表明，涂层刀片的磨损量降低了６０％，薄膜剥离是造成金刚石涂层没有大幅度提高刀片耐磨性的根本原因。     

聚晶金刚石复合片车削花岗岩的磨损规律

利用工具显微镜和测力仪观测聚晶金刚石复合片(PDC)刀具车削花岗岩的过程,采用扫描电子显微镜观测PDC刀具的磨损断口形貌.研究结果表明:PDC刀具车削花岗岩的磨损过程可以分为初始磨损阶段、快速磨损阶段和稳定磨损阶段;单次受力曲线呈周期性波动上升;PDC刀具的磨损是由于冲击与磨削同时作用的结果,且以磨削为主,冲击为辅;PDC的磨损过程中既有磨料磨损,也有疲劳磨损,是多种磨损形式组合的结果;PDC的磨损与断裂足由于W和Co粘结相承受不住外加载荷,率先发牛断裂而导致与其粘结在一起的金刚石发生了脱落.     

Ohmic contact properties of p-type surface conductive layer on H-terminated diamond films prepared by DC arc jet CVD

With the advantages of high deposition rate and large deposition area, polycrystalline diamond films prepared by direct current (DC) arc jet chemical vapor deposition (CVD) are considered to be one of the most promising materials for high-frequency and high-power electronic devices. In this paper, high-quality self-standing polycrystalline diamond films with the diameter of 100 mm were prepared by DC arc jet CVD, and then, the p-type surface conductive layer with the sheet carrier density of 1011-1013 cm?2 on the H-terminated diamond film was obtained by micro-wave hydrogen plasma treatment for 40 min. Ti/Au and Au films were deposited on the H-terminated diamond surface as the ohmic contact electrode, respectively, afterwards, they were treated by rapid vacuum annealing at different temperatures. The properties of these two types of ohmic contacts were investigated by measuring the specific contact resistance using the transmission line method (TLM). Due to the formation of Ti-related carbide at high temperature, the specific contact resistance of Ti/Au contact gradually decreases to 9.95 × 10?5 Ω·cm2 as the temperature increases to 820℃. However, when the annealing temperature reaches 850℃, the ohmic contact for Ti/Au is degraded significantly due to the strong diffusion and reaction between Ti and Au. As for the as-deposited Au contact, it shows an ohmic contact. After annealing treatment at 550℃, low specific contact resistance was detected for Au contact, which is derived from the enhancement of interdiffusion between Au and diamond films.     

CVD金刚石膜场发射机制的探讨

通过分析CVD金刚石膜的结构,对CVD金刚石膜的场发射机制进行了研究,结果表明金刚石膜内含有一定数量的石墨,当电子通过石墨时从石墨的电场中获得能量增大了电子隧穿金刚石晶粒的系数,据此提出了金刚石膜内石墨相增强电子隧穿金刚石颗粒以增强金刚石膜场电子发射的机制,并且根据该机制解释了一些实验现象。