冲击合成金刚石的纳米级多晶结构

冲击合成的金刚石微粉中存在一种晶粒沿一定方向排列的纳米级织构组织。织构晶粒的尺寸厚度为５～１０ｎｍ，长度２０～５０ｎｍ。这种织构通常是立方和六方金刚石的共生晶体。     

高纯、高度[100]择优取向金刚石薄膜

采用独特的形核-刻蚀-生长-刻蚀-生长…循环沉积工艺，用微波等离子体化学气相沉积（MWPCVD）法制备出了高纯、高度[100]择优取向的金刚石薄膜。SEM和XRD分析表明得到的膜材具有很高的[100]择优取向性；Raman光谱和SEM对照分析证实膜材的金刚石相组成纯净度高，是高纯、高度[100]择优取向的织构金刚石薄膜。暗电流Ⅰ-Ⅴ特性测试结果表明，这种薄膜的电阻率达到10H数量级以上，比常规工艺制备的膜高近两个数量级，是一种性能优良的电子薄膜材料。理论分析表明，薄膜电阻率大幅度提高的原因在于膜层中非金刚石相含量的显著减少。     

冲击合成金刚石中的纳米级多晶结构

冲击合成的金刚石微粉中存在一种晶粒沿一定方向排列的纳米级织构组织。织构晶粒的尺寸厚度为5～10nm,长度20～50nm。这种织构通常是立方和六方金刚石的共生晶体。     

高纯、高度[100]择优取向金刚石薄膜

采用独特的形核-刻蚀-生长-刻蚀-生长…循环沉积工艺,用微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)法制备出了高纯、高度[100]择优取向的金刚石薄膜.SEM和XRD分析表明得到的膜材具有很高的[100]择优取向性;Raman光谱和SEM对照分析证实膜材的金刚石相组成纯净度高,是高纯、高度[100]择优取向的织构金刚石薄膜.暗电流I-V特性测试结果表明,这种薄膜的电阻率达到1014数量级以上,比常规工艺制备的膜高近两个数量级,是一种性能优良的电子薄膜材料.理论分析表明,薄膜电阻率大幅度提高的原因在于膜层中非金刚石相含量的显著减少.     

高质量金刚石自支撑膜织构与断裂强度的关系研究

利用直流电弧等离子体喷射化学气相沉积在Mo基体上制备了不同织构的金刚石厚膜。用扫描电境(SEM)观察金刚石膜的形貌，用XRD表征晶体取向，用极图和取向分布函数法计算金刚石膜的不同织构，利用三点弯曲法测量金刚石膜的断裂强度。结果表明，金刚石膜的断裂强度随着衍射峰强度比值，I(111)／I(220)的增大而不断降低。{110}织构的金刚石膜具有最高的断裂强度。     

专利信息

CN1544137一种合成人造金刚石的粉末触媒及生产工艺，CN1540031一种镀非晶金刚石膜的工艺，CN1540032内表面低粗糙度金刚石复合涂层细长管制备方法，CN1540309内涨鼓泡法检测金刚石涂层附着强度的测试技术，CN1540310内涨鼓泡法检测金刚石涂层附着强度的测量装置。[编者按]     

金刚石薄膜纯度、取向性与辐射剂量计性能的关系

金刚石膜的纯度和取向性对其做成剂量计后的性能有很大的影响.为了制备性能优良的金刚石膜辐射剂量,采用微波等离子体化学气相法在单晶硅[100]衬底上沉积了具有[100]和[111]晶面取向的金刚石膜,通过优化合成工艺制备出高纯、高度取向的织构膜(准单晶膜).分析金刚石膜的形貌、取向性和纯度以及器件的X光电响应特性.结果表明,金刚石膜的电阻率与纯度有直接关系,与膜取向性之间的关系不大.膜电阻率的提高是石墨相和C-H键等非金刚石相减少的结果,膜电阻率的大小直接影响到器件的信噪比高低.对X光响应的灵敏度,取向性影响较纯度大.高纯、高[100]取向膜做成的器件有高的X光响应灵敏度.     

刀具基体表面织构化对硼掺杂金刚石薄膜性能的影响

目的分析硼掺杂织构金刚石薄膜的微观组织结构和表面质量,并探究刀具基体表面不同织构对薄膜结合强度和切削性能的影响。方法通过热丝化学气相沉积(HFCVD)法,分别在表面有椭圆织构、沟槽织构和无织构的硬质合金刀具上制备硼掺杂金刚石薄膜(BDD)。运用扫描电镜(SEM)观察各薄膜表面及横截面形貌;使用白光干涉表面三维轮廓仪观测各薄膜表面粗糙度;通过拉曼光谱仪检测各薄膜组织结构;通过铣削试验分析各薄膜刀具的切削性能。结果经测试,硼掺杂无织构金刚石薄膜(Boron doped un-textured diamond film,BDUTD film)的粗糙度为299.9 nm,硼掺杂椭圆织构金刚石薄膜(Boron doped elliptical texture diamond film,BDETD film)及硼掺杂沟槽织构金刚石薄膜(Boron doped groove texture diamond film,BDGTD film)的粗糙度分别为333、323.9nm,粗糙度略有增加。三种金刚石薄膜的厚度均为18μm,在相同切削条件下,经过铣削碳/碳-碳化硅(C/C-Si C)复合材料420 s后,BDUTD薄膜的剥落程度及其刀具磨损程度明显大于BDETD薄膜和BDGTD薄膜。结论硬质合金刀具基体表面织构化能够有效提高薄膜的结合强度,从而提高刀具的耐磨性。其中硼掺杂沟槽织构金刚石薄膜的切削性能相对更好,与普通硼掺杂金刚石薄膜刀具相比,硼掺杂织构金刚石薄膜刀具具有更长的使用寿命。     

灰铸铁在冲击高压下形成金刚石的相变研究SCIEI

对灰铸铁进行爆炸冲击,发生石墨转变金刚石的高压相变。SEM,TEM和X射线衍射分析表明,金刚石为立方和六方两种相互共存的晶格结构,并具有严格的位向关系,常以织构形式存在。     

类金刚石纤维砂轮的开发及其磨削特性

为了获得高精度加工表面，最近磨具市场上有一种Al2O3纤维砂轮问世^[1]。该砂轮克服了磨粒砂轮中磨粒易于脱落的缺点，但其硬度仍受到一定限制。近十年来，由于类金刚石薄膜具有接近金刚石的硬度、高耐磨性和很低的摩擦系数等优良的机械、物理、化学和光电特性，因而被广泛地应用于精密零部件和涂附刃具的制造^[2]。如果能将类金刚石薄膜形成类金刚石纤维，然后将其代替Al2O3纤维作为磨料，就可以满足纤维砂轮的硬度要求。因此，1999年以来，日本山口胜美教授和中国魏源迁教授成功地将类金刚石纤维植入基体并与树脂结合剂结合，开发了一种类金刚石纤维砂轮^[3-5]。该砂轮中的类金刚石纤维按同一方向排列且与砂轮磨削面相垂直，纤维的端部可用作为切削刃。为了考察这种新型砂轮的磨削特性，本文作者对难加工材料如模具钢SKD11及硬脆材料如硅片、光学玻璃、石英和大理石进行了大量的磨削试验。试验结果表明能获得纳米级加工表面，例如被磨硅片和模具钢的表面粗糙度分别为Ra2nm(Ryl5nm)和Ra2nm(Ry23nm)。     

纳米簇金刚石的性能表征

纳米级的金刚石逐渐成为许多工业和电子应用行业的高需求产品。特别是纳米级的族团状金刚石（纳米族金刚石）成为磁性材料织构化的首选金刚石类型。纳米金刚石的独特性能使得它在磁盘织构化应用方面具有优异的性能。磁盘织构化难题在于要求得到与非常低的擦伤等级相结合的极低的表面粗糙度，有关纳米簇金刚石的宏观和微观性能特征的研究是解决这个难题的重要一步。     

人造金刚石磁化率测定及磁化率测定仪

1意义人造金刚石的理化性质在很大程度上取决于其杂质的含量，尤其是存在于品体内部的包裹体，对其性能。质量影响甚大。金刚石杂质的检验方法，传统上是消耗性的，不仅消费较多的人力、物力，而且消耗很多宝贵的金刚石。因此，探讨、采用快速有效的无损检测金刚石中包裹体杂质含量的方法、仪器，具有重要的科学意义，金刚石是由碳原子构成的，纯净的金刚石应该是不感磁的。人造金刚石由于合成时使用金属作触媒，内部含有不同量的金属杂质，尤其是晶体内部的包裹体，至使金刚石具有了磁性。人造金刚石的磁性（磁化率）的大小，不仅与其内部…     

我国人造金刚石晶体生长机理研究概述

人造金刚石晶体生长机理是大家十分关注的理论问题。因为，弄清石墨是怎样变金刚石的，金刚石又是怎样长大的，以及过渡族金属或其合金在此过程中起到什么作用这些基本问题，对提高人造金刚石晶体生长技术水平是非常有益的。30多年来，我国从事人造金刚石晶体生长研究的科研、生产工作者，根据各自获得的实验结果和观察到的现象提出了多种模型，并借助这些模型来阐明人造金刚石晶体生长机理，概括起来有如下一些基本内容。文献[1]对固相直接转变机理提出了一个微观模型——高压高温下ABC型石墨的一种振动模型。从图1可以看出，原来处在平…     

CVD金刚石自支撑薄膜的织构分析

金刚石薄膜的性能对其织构有很强的依赖关系，而织构又受其沉积条件的影响。本实验采用直流等离子注射法，制备了若干金刚石自支撑薄膜样品，并利用极图和ODF研究了不同沉积温度和不同CH4／H2值条件下薄膜的织构变化，同时对组织形貌进行了分析。结果表明，随着沉积温度的升高，{110}织构的强度越来越高，{111）织构的强度逐渐降低，而{221）织构，作为{100}织构的孪生产物，它的强度应该越来越低。另外，随着CH4／H2值的增加，织构的变化不明显，但薄膜的形核密度和二次形核现象有所增加。     

CVD金刚石自支撑薄膜的织构分析（2）

金刚石薄膜的性能对其织构有很强的依赖关系，而织构又受其沉积条件的影响。本实验采用直流等离子注射法，制备了若干金刚石自支撑薄膜样品，并利用极图和ODF研究了不同沉积温度和不同CH4/H2值条件下薄膜的织构变化，同时对组织形貌进行了分析。结果表明，随着沉积温度的升高，{110}织构的强度越来越高，{111}织构的强度逐渐降低，而{221）织构，作为{100）织构的孪生产物，它的强度应该越来越低。另外，随着CH4／H2值的增加，织构的变化不明显，但薄膜的形核密度和二次形核现象有所增加。     

稀土元素在金刚石工具中应用研究的新进展

本是稀土元素在金刚石工具中行为机制探索的新近工作。作自80年代开始对铈对铜、铝、钴基胎体中的力学性能和高温性能^[123]进行了系统地研究。80年代末开始研究镧元素在金刚石工具中的行为，包括对镧、铈和胎体材料的磨损性能、切割性能的关系，及磨损性能与切割性能之间的联系进行探索^[6]，首次发现：稀土镧、铈明显降低结合剂的磨损性能，提高工具的切割性能，并在工具中得到成功地应用。稀土元素是使用微量、作用明显的元素，而且价格便宜，在金刚石工具中很有推广价值。     

硬质合金基底表面线缺陷对金刚石涂层膜基界面结合强度的影响

基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,研究了不同硬质合金基底线缺陷率下的金刚石涂层膜基界面结合强度。通过建立[111]、[110]、[100]3种不同晶向的金刚石涂层膜基界面分子模型,研究了硬质合金基底线缺陷率对涂层膜基界面结合强度的影响以及[111]、[110]、[100]3种不同金刚石涂层晶向下的最优膜基界面结合强度。研究结果表明:硬质合金基底的表面能随着基底线缺陷率的增加而逐步增大;当线缺陷率ρ=12.5%时,基底表面能达到最大值;其后,随着基底线缺陷率继续增大,基底表面能逐渐呈减小趋势。进一步研究显示,不同晶向的金刚石涂层膜基界面的最优界面结合能的最优线缺陷率不同,[111]晶向和[110]晶向的金刚石涂层的最优基底线缺陷率均为6.25%,而[100]晶向金刚石涂层的最优基底线缺陷率则为0%。      

超微细晶粒金刚石涂层刀具的最新动向

用单晶金刚石车刀或聚晶金刚石车刀对铝合金工件和其它非铁系金属及其合金工件进行镜面车削，不仅能获得非常平滑光洁的加工表面，而且刀具的使用寿命也很长，其优势是其它车刀无法比拟的。但是，用单晶金刚石和聚晶金刚石很难制成像立铣刀、钻头、丝锥那样的复杂形状刀具。要将金刚石应用于复杂形状刀具，唯一的方法是采用气相合成法（或气相沉积法）在复杂刀具表面涂覆金刚石薄膜涂层。[第一段]     

小知识

由于纳米金刚石具有金刚石与纳米材料的双重特性，因此，在工业中获得越来越广泛的应用，用它配制成悬浮液就是一例。为使大家对悬浮液及其特征，以及有关技术有个初步的了解，这里我们以问与答的方式给予介绍，以飨读者。[编者按]     

CVD金刚石强化孕镶金刚石钻头的冲击回转钻进试验研究

孕镶金刚石钻头的性能对地质勘探钻进的效率和成本有很大的影响.为了提高钻头的性能,本文设计、制造了一种用CVD金刚石条作为硬支点材料的新型孕镶金刚石钻头.设计了CVD金刚石务的尺寸、数量及在钻头胎体上的排列方式.根据被钻岩样的可钻性及研磨性,设计了钻头胎体硬度、金刚石粒度、浓度及钻头结构.采用中频感应热压法制造了φ59 ...