电弧放电法快速合成金刚石薄膜

本文用电弧放电等离子体ＣＶＤ快速生长金刚石薄膜。用拉曼散射，Ｘ射线衍射、电子显微镜等方法进行了结构表征。文中所论述的恒定的基板温度对沉积金刚石薄膜是非常重要的。     

快速沉积的金刚石薄膜生长特性

本文研究了用直流电弧等离子体喷射法快速沉积的金刚石薄膜的生长特性,并与用热解CVD法沉积的金刚石薄膜生长特性做了比较。     

用热激发电流法研究金刚石薄膜中的陷阱

对微波等离子体化学气相沉积（ＭＰＣＶＤ）的硅衬底金刚石薄膜，做了在液氮温区注入载流子，升温测其电流－温度关系的实验，观察到ａｓ－ｇｒｏｗｎ样品有明显的热激发电流峰，重复实验时，峰基本消失，经氢等离子体在￣９００℃处理２．５ｈ后，再重复实验，该峰又出现，推断热激发电流峰是由硅衬底金刚石薄膜内氢致陷阱中的载流子撤空引起的，这些能级在金刚石禁带中的陷阱是可以通过热处理消除的。     

钢基底上预镀中间层沉积金刚石膜

利用表面预镀中间层在４５号钢上化学气相沉积（ＣＶＤ）得到了金刚石膜。钢基底表面金刚石涂层具有许多潜在应用价值，但直接在钢上沉积生长金刚石面临长的形核期，铁原子的触媒作用和热膨胀不匹配等严重问题。文中采用钢基底表面预镀中间层的方法，阻止碳向基底中扩散，增强膜基结合和抑制ＳＰ２杂化碳的沉积。分别研究了直接在钢基底上、表面预镀铜膜和表面预镀硅膜钢基底上热丝法沉积金刚石膜的工艺特点。通过ＳＥＭ、Ｒａｍａｎ谱和划痕法检验表明，钢基底表面预镀硅膜作为中间层，是一种在钢上沉积金刚石膜的有效方法。     

金刚石和氮化碳涂层刀具加工高硅铝合金

为提高硬质合金刀具加工高硅铝合金的生产率及使用寿命,文章采用金刚石薄膜刀具和氮化碳涂层刀具来对比硬质合金刀具加工高硅铝合金的加工性能;试验结果表明,金刚石薄膜刀具干切削加工的表面粗糙度值较小,氮化碳涂层刀具干切削高硅铝合金与金刚石薄膜刀具相比,积屑瘤较小,是适合加工高硅铝合金的刀具材料。     

齿轮的精加工——金刚石电化学法

讨论了金刚石电化学精加工齿轮的原理、工艺参数及实验装置。分析了电解和机械磨削中用微磨削方法和电化学方法去除金属的速度,两者取速度比最大值时,则有利于达到很高的加工精度。提出了齿轮纵向误差产生的动力学方程,得出径向跳动、齿向误差与加工时间的关系。最后通过实验,证明了金刚石电化学加工时精度的提高是显著的,且金刚石阴极耐磨性高,能够根据工件形状尺寸及加工间隙的分布规律来设计。     

放电电流对热阴极等离子体化学气相沉积金刚石膜影响

建立了快速沉积高品质金刚石膜的热阴极辉光放电等离子体化学气相沉积新方法. 相对于常规冷阴极辉光放电而言,热阴极辉光放电是一种新型放电形式,具有许多新的特性,其中重要一点是具有较高的放电电流(6.0～10.0 A). 较高的放电电流既是热阴极辉光放电本身的突出特点,同时对于化学气相沉积金刚石膜工艺也产生重要影响. 实验研究了放电电流于金刚石膜沉积速率、表面形貌和热导率的影响,发现由于放电电流影响辉光放电的等离子体区和阳极区,进而对金刚石膜的沉积速率和品质有很大影响. 特别是通过放电电流的提高,可以有效地提高金刚石膜的品质,这对于制备优质金刚石膜产品有重大意义.     

硼含量对合成金刚石的颜色和热稳定性的影响

研究了金刚石中硼含量对金刚石的颜色和耐热性能的影响。以石墨和触媒粉末作原料,用硼酸作为添加剂,在高温高压下合成出含硼金刚石。用原子发射光谱定量分析法检测金刚石中硼原子的含量;采用动态空气流条件下的热重和差示扫描量热方法对金刚石进行了热稳定分析,用体视显微镜观察金刚石的颜色。结果表明:合成金刚石的初始氧化温度超过840℃,最高达到920℃;1200℃时,热失重率在58%~94%之间,放热峰值在990℃~1135℃之间;随着硼含量的增加,金刚石的颜色由黄变黑,热稳定性提高。当控制硼元素的含量低于30×10-6时,可以合成出热稳定性高的黄色透明金刚石。     

金刚石薄膜电极处理含氯酚废水的实验研究

以硼掺杂金刚石薄膜(BDD)为电极,采用电化学氧化的方法对含氯酚废水进行实验研究。采用循环流动的方式,结果表明:在给定不同恒电位的情况下,电流随时间变化的规律也不同;在高电位时电流密度比较大,使间接氧化增强,导致COD去除率和瞬时电流效率(ICE)增大;由于支持电解质N aC l在电解过程中产生的次氯酸盐氧化性强,因此N aC l比H2SO4对COD去除率和ICE增大更有利。采用钛基活性涂层(ACT)电极与金刚石电极的对比实验发现:由于BDD电极的弱吸附性,其处理效果明显优于ACT。