用原子力显微镜观察金刚石膜核化过程

对衬底负偏压热灯丝ＣＶＤ金刚石膜核化过程进行了研究。利用原子力显微和扫描电子显微镜观察和分析结果表明,在衬底负偏压下正离子对Ｓｉ衬底表面轰击导致产生了大量的小坑几尖劈端,以此作为核化点,从而促进了核化过程。     

Infrared spectra study associated with hydrogen impurity in low pressure CVD diamond films

The infrared absorbance peaks at 2 852.4, 2 924.3, 2 963.0 and 3 034.9 cm-1 have been observed in diamond films made by the direct current arc discharge plasma chemical vapor deposition. Three former absorbance peaks have been assigned to C-H stretching in SP3 configuration, 3 034.9 cm-1 has been assigned to C-H stretching in SP2 configuration. The effect of methane concentration and H2 gas flow rate on absorption in the "C-H stretch" range has been investigated. Electron spin resonance analysis indicated that a considerable amount of defects exist in diamond films produced by low pressure chemical vapor deposition.     

孕镶金刚石取心钻头各向异性的实验研究

介绍了测定孕镶金刚石取心钻头各向异性指数的实验方法。根据实验装置的结构特点 ,同时考虑了实验过程中底部钻具组合的变形对测量钻头侧切位移的影响 ,建立了底部钻具组合的力学实验模型 ,推导出了孕镶金刚石取心钻头底端在钻进过程中的挠度和转角计算公式。在消除了钻头底端挠度对侧切位移的影响之后 ,给出了钻头各向异性指数的计算结果 ,并对其进行了讨论。结果表明 ,孕镶金刚石取心钻头的各向异性指数一般在 0 .0 6～0 12 ,其侧向切削效率很低。这说明在井眼轨迹控制中 ,不应忽略钻头各向异性的影响。     

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．     

An Indentation Method for Nanoprecision Measurement of Diamond Tool Edge Radius

In ductile mode cutting of brittle materials using di amond tools, such as ductile cutting of silicon and quartz for wafer fabrication , one of the key conditions for achieving ductile chip formation is to get the r ight ratio of tool cutting edge radius to the undeformed chip thickness. It has been shown that the undeformed chip thickness has to be in the order of nanomete rs and that the tool cutting edge radius has to be smaller than the undeformed c hip thickness. Therefore, nanoprecision measurement ...     

聚晶金刚石的电火花磨削加工

为探讨在普通电参数下,电火花磨削人造聚晶金刚石(PCD)的加工性能,研究了电极轮转速、开路电压、峰值电流、脉冲宽度以及脉冲间隔对材料去除率、电极损耗以及加工表面粗糙度的影响.结果表明,采用电火花磨削方法,在较小的开路电压和峰值电流下,PCD的加工是可行的.使用电火花磨削方法在材料去除率和表面粗糙度方面要优于普通电火花加工.各个加工参数对加工表面粗糙度的影响不大,而与金刚石颗粒的粒度有关.加工时应选用大的开路电压,而峰值电流不宜取得过大,一般说来,不应超过32 A.脉冲宽度与脉冲间隔之间存在一个最优比例关系,在合理的脉冲宽度与脉冲间隔比例基础上,加大脉冲宽度可以提高加工性能.     

单晶金刚石热稳定性灰色关联分析

通过对6种Ib型人造单晶金刚石在空气中DTA和TG曲线的分析，确定以DTA曲线的外推起始温度作为热稳定性的表征温度；继而基于灰色系统理论，提出采用灰色关联分析的量化评定方法对影响其热稳定性的4种因素进行分析，得出灰关联序，即各因素对热稳定性影响大小的排列顺序．结果表明：单晶金刚石的氮含量、晶形规则度是影响其热稳定性的主要因素，而粒度、抗压强度是次要因素；氮含量的影响最大，抗压强度的影响最小。     

粒度对吸附影响的量子化学研究

以CO在纳米金刚石表面的吸附为体系,以球形原子簇模拟球形纳米颗粒,用量子化学方法(AM1)研究了吸附剂粒度对吸附影响的规律。结果表明:纳米金刚石的粒径对CO在其表面的吸附影响很大;吸附能的绝对值随粒径的增大而减小,且随着粒径的增大吸附能绝对值减小的趋势逐渐趋于平缓,当粒径很大时,吸附能的绝对值趋于零;吸附能绝对值的对数与粒径成线形关系。这些结论与热力学分析和实验结果相一致,进而说明用量子化学方法来预测和分析纳米粒子的吸附是可行的。     

实体PDC钻头流场数值模拟与实验验证

利用计算流体动力学技术对聚晶金刚石(PDC)钻头(型号为BK432)的三维湍流进行了数值模拟。模拟中考虑了钻头的切削齿和射流喷嘴对流场的影响。流场的网格划分采用局部加密的混合网格形式,保证了计算精度和运算速度。流场的三维模拟结果揭示了钻头流场存在低速区、回流区和滞流区域,为钻头水力结构优化分析奠定了理论基础。为了对数值模拟的结果进行检验,建立了PDC钻头流体测试实验台架,利用粒子成像测速技术对PDC钻头4个喷嘴的出口流场进行了测试。将测试的喷嘴轴向速度与数值模拟结果进行了对比分析,两者吻合较好。     

CVD金刚石膜的压阻及其温度特性

在Fuchs-Sondheimer(F-S)薄膜理论的基础上，通过求解弛豫近似下的Bohzmann方程，求出了P-型金刚石膜的电导率。在价带分裂模型下得到了压阻的计算公式，计算了微应力作用下金刚石膜的压阻，压阻和应力的变化(△ε)有比较好的线性关系，张应力情况下压阻大于零，压应力情况下压阻小于零。从理论上给出了压阻和温度的关系，计算了压阻随温度的变化，压阻随着温度的上升而单调减小。