利用金刚石纳米粉引晶方法制备高硼掺杂金刚石薄膜

利用金刚石纳米粉引晶方法在SiO2衬底上合成了高硼掺杂金刚石薄膜,并利用范德堡法、扫描电镜、激光拉曼方法对不同掺杂量下生长的样品进行了表征.SEM和拉曼谱分析表明,少量掺杂时有利于提高金刚石薄膜的质量,但是随着掺杂量的增加,金刚石薄膜质量开始明显下降;并且拉曼谱峰在500 cm-1和1200 cm-1开始加强,呈现重掺杂金刚石薄膜的典型特征.其电导率随着温度升高而升高,表明导电性质为半导体导电.     

直接耦合式微波等离子体CVD金刚石膜装置的研究

利用实验室自行设计了直接耦合式微波等离子体化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)金刚石膜装置,并在石英管反应腔加上磁镜场来更好的约束等离子体,使等离子体球成为"碟盘"状,使沉积面积大、性能稳定、减少在石英管壁和观察窗的沉积,从而有效的提高电离的活性基团利用率,沉积出高质量的(类)金刚石膜.     

BCN三元化合物的合成研究

新材料是科技进步的物质基础,其他学科的发展都依赖于材料科学的进步与发展.随着科学技术的迅速发展,人们对各种材料的性能有了更多的认识.硬度是材料最重要、最基本的性能指标之一,具有超硬性质的功能材料的合成及其性质的研究是目前凝聚态物理和材料科学领域研究的热点之一.近年来,基于硼碳氮体系结构和功能材料的理论设计和新相的发现,引起了人们在理论和实验上对硬度接近甚至超过金刚石的新型材料的研究兴趣.本文就BCN三元化合物超硬材料的研究进展做一综述.     

Si（111）表面离子束辅助沉积对类金刚石薄膜结构影响的计算机模拟

本文选C2分子和Ar离子作为沉积源和辅助沉积粒子,采用分子动力学（MD）方法在Si（111）面上模拟研究了离子束辅助沉积（IBAD）类金刚石（DLC）膜的物理过程.重点讨论了C2分子和Ar离子的入射能量及到达比（Ar/C）对平均密度和sp^3键含量的影响,并与Si（001）-（2×1）表面生长类金刚石膜的结果进行比较.结果表明,到达比和入射能的改变,对薄膜结构的影响不同;Si（111）面上生长类金刚石膜,薄膜在衬底的附着力更强.     

金刚石薄膜的强流脉冲发射特性

采用微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)技术以不同气源在优化的工艺条件下制备不同类型的金刚石薄膜作为强流脉冲电子发射阴极材料,用SEM、AFM、FTIR和Raman光谱分析不同金刚石薄膜的组成结构,用2 MeV直线感应型强流电子注入器平台检测强流脉冲发射特性.结果表明,不同类型的金刚石薄膜均具有较强的脉冲电子发射能力,发射电流密度均可达70 A/cm2以上;各膜材的发射电流密度和稳定性相差很大,相对而言,以Ar+CO2+GH4+B2H6制备的掺B微米金刚石薄膜能获得的初始电流最大,达到115 A/cm2,其多次脉冲发射稳定性也较好,波动范围在33%以内,且能保证发射电流密度均在84 A/cm2以上,是有希望的强流多脉冲电子发射阴极候选材料.     

纳米金刚石微粉热浸渗技术对20Cr2Ni4A钢耐磨性能的影响

20Cr2Ni4A具有高强度、高韧性等特点,一直被广泛用于加工大型耐磨件,如大型齿轮、轴类等耐磨件。为了延长其使用寿命,常采用渗碳技术进行表面处理,但所取得的效果很有限。通过研究20Cr2Ni4A钢分别经渗碳、渗纳米金刚石微粉处理后,观察其硬度、耐磨性方面的提升幅度,并分析其微观组织结构方面发生的变化,从而得出,渗纳米金刚石技术比渗碳对提高该材料的耐磨性能更加显著,从而为该材料的表面改性及提高易磨损零件的使用寿命提供了一条可靠的途径。     

基体预处理方式对合成类金刚石薄膜的影响

研究了不同的钛基体预处理方式对先驱聚合物合成类金刚石薄膜的影响,结果表明8字形研磨和平行研磨方式处理的基体上都长出了类金刚石薄膜,但是其表面形貌有很大的差别,平行研磨方式处理基体表面所引入的缺陷有利于金刚石相形成：引入中间过渡层镍Ni,可以增强薄膜与不锈钢基体的结合力,有利于金刚石的生成,XRD谱中可以看到弱的金刚石衍射峰;讨论了类金刚石薄膜中金刚石晶体生长的机制。     

聚晶金刚石研磨机理研究

通过 PCD表面干研磨、湿研磨、钝湿研磨等对比试验 ,观察干研磨、湿研磨表面形貌 ,研究了 PCD材料研磨机理 .试验结果表明 ,干研磨去除率远大于湿研磨去除率 ,并可使 PCD表面达到镜面 ;湿研磨、钝湿研磨不能使其达到镜面 .干研磨时 ,材料的去除机理以热化学去除为主 ,基本不发生疲劳脆性去除 ;湿研磨时 ,材料去除机理以疲劳脆性去除为主 ,同时存在局部的热化学去除     

大面积CVD金刚石膜的热铁板抛光

研制成功国内第1台大面积CVD金刚石膜热铁板抛光机,它可以在10^-3pa真空条件下,加热到1100℃;抛光台可以在0－10r/min间实现无级调速,一次完成3片φ110mm的金刚石膜的抛光,金刚石膜在980℃,2h抛光的结果表明该装置有良好的抛光效果。金刚石膜在980℃抛光不同时间的Raman谱表明,金刚石热铁板抛光是金刚石石墨化和C原子不断扩散的过程。     

热灯丝CVD沉积金刚石膜系统中负衬底偏压增强活性离子流量的理论分析

本对热灯丝ＣＶＤ沉积金刚石膜的核化过程进行了分析,从理论上研究了负衬底偏压增强活性离子的流量。