石墨衬底生长高质量金刚石膜的优势

石墨衬底上可以沉积出晶体取向性较强的(220)织构的金刚石膜,这种金刚石膜的热导率高、断裂强度大;石墨衬底上沉积金刚石形核致密、速度快;石墨上沉积的金刚石膜纹理缺陷少。对石墨衬底的这些优势做了比较详尽的分析。     

单晶硅衬底上金刚石成核密度的研究

本文研究了用热灯丝化学气相沉积方法在单晶硅衬底上制备金刚石薄膜时其成核密度与制备条件的关系。结果表明,衬底表面状态、衬底温度、灯丝温度、灯丝与衬底表面间距离等对金刚石成核密度有明显的影响,且表面状态的影响最大。     

离子轰击对金刚石核形成能影响的理论探讨

金刚石核化是制备金刚石薄膜的关键。目前,负偏压是增强金刚石核化最有效的方法。本工作着重计算了在负偏压增强金刚石核化的过程中,金刚石在离子对衬底表面进行轰击导致衬底表面产生微缺陷（凹坑）上成核的形成能,给出了金刚石的核化能,核化密度以及核化速率与凹坑密度的解析函数。结果表明金刚石的核化能随凹坑密度的增大而降低,从而导致核化密度及核化速率的提高,与文献中的实验结果相一致。分析和讨论了凹坑降低金刚石核形成能的原因。     

CVD金刚石涂层附着性能研究

采用微波等离子体CVD（MPCVD）法在YG6硬质合金基体表面沉积金刚石涂层，在金刚石的形核和生长阶段分别采用不同的沉积条件，研究了分步沉积工艺对金刚石涂层形核，质量及其附着性能的影响，结果表明：采用分步优化的沉积工艺，可明显改善金刚石涂层与刀具基体之间的附着性能，这主要是由于基体表面形核密度的提高，增大了涂层与基体之间的实际接触面积。     

渗硼预处理对硬质合金金刚石涂层刀具的影响研究

研究了渗硼预处理对硬质合金YG6刀具上金刚石涂层形核、生长和切削性能的影响.采用扫描电镜观察分析表面形貌,X-射线衍射进行物相分析,切削实验来考察刀具的切削性能.研究结果表明,渗硼预处理使硬质合金表面形成了CoB和Co2B,较好地抑制了Co对沉积金刚石的不利影响,金刚石涂层形核致密,硬质合金金刚石涂层刀具经渗硼预处理后在切削性能上略好于酸浸预处理的.     

负衬底偏压增强金刚石核化的机制研究

利用扫描电子显微镜镜研究了热灯丝ＣＶＤ系统负衬底偏压增强金刚石核化的过程，给出了实验结果。着重分析了负衬底偏压增强金刚石核化的机制。     

C60薄膜硅衬底过渡层对金刚石薄膜的生成

用微波等离子体化学气相淀积方法，以Ｃ６０薄膜作为在硅衬底上的过渡层，无衬底负偏压。采用通常淀积金刚石薄膜的生长条件，在Ｃ６０薄膜上生长出多晶金刚石薄膜。     

低温沉积金刚石薄膜的红外光学性能

采用微波等离子体ＣＶＤ两段式低温沉技术，在７００－４００℃温度范围嵴沉积外增透性良好的金刚石薄膜，结果发现，采用高甲烷浓度可以实现较低沉积温度下的高密度形核，获得光学平整的金刚石薄膜。     

声表面波器件金刚石薄膜基片的制备工艺

为制备高质量的声表面波器件,探索金刚石薄膜的沉积工艺,采用直流电弧等离子体喷射化学气相沉积技术和特殊的复合衬底技术,在单晶硅衬底上制备了大面积、高质量的金刚石薄膜,成功解决了单晶硅衬底在沉积金刚石薄膜过程中产生的变形问题.研究了甲烷浓度和沉积温度对金刚石薄膜质量的影响,优化了沉积工艺.结果表明,甲烷气体体积分数为1.8%时,晶粒最为细小,同时金刚石薄膜的表面粗糙度最小,表面最为光滑.衬底温度为1000℃时生长的金刚石薄膜的晶粒尺寸较小.     

金刚石膜在偏压电场作用下的成核行为

探讨了用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)在Si(100)衬底上加偏压电场和不加偏压电场情况下金刚石膜的成核行为.并经用原子力显微镜(AFM)分析,偏压电场对金刚石成核有促进作用.文章也分析了偏压电场所以能促进金刚石成核的机制.     

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。     

Valance electron structure of carbide-diamond interface and catalytic mechanism for diamond synthesis under high-pressure and high-temperature

The metallic films surrounding a synthetic diamond formed under high-pressure and high-temperature (HPHT) in the presence of Fe-based and Ni-based catalysts were studied by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). It was showed that the carbide was the primary carbon source for the nucleation and growth of diamond. Based on the EET (empirical electron theory in solid and molecules) theory, the valence electron structure of interface between carbide (Fe₃C, Ni₃C, (Fe, Ni)₃C) and diamond was calculated using the bonding length difference (BLD) method. The boundary criterion of Thomas-Fermi-Dirac-Cheng (TFDC): “the electron density being equal on the contacting surfaces of atoms” was applied to analyze the valence structure of carbide-diamond interface. The result based on the calculation valance electron structure is in good accordance with the experimental result. This study is very helpful to reveal the catalytic mechanism of diamond nucleation and growth and design the new catalyst for diamond synthesis.     

金刚石纳米粉引晶方法制备金刚石薄膜方法

利用金刚石纳米粉引晶法和常规研磨方法分别在单晶硅衬底上制备金刚石薄膜,并采用扫描电镜、激光拉曼方法对所制备样品进行表征,通过SEM和拉曼谱分析,与研磨法生长金刚石薄膜相比,利用金刚石纳米粉引晶方法可以大大提高金刚石薄膜的成核速度,生长速率达到2μm/h以上。对相同碳源浓度下生长的金刚石薄膜样品的SEM和拉曼谱分析,采用引晶法生长的金刚石薄膜质量明显高于研磨法。     

衬底负偏压热灯丝CVD金刚石薄膜在锥体上核化的研究

以ＣＨ４和Ｈ２为反应混合气体,用衬底负偏压热灯丝ＣＶＤ法在Ｓｉ（１００）面上制备金刚石膜,使用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）,Ｒａｍａｎ谱和Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）对在硅尖上的金刚石核化进行了研究,并着重讨论了沉积在硅尖上的金刚石颗粒的生长机理。     

炸药爆轰合成超微金刚石的数值模拟

在相变模型基础上对炸药爆轰过程中超微金刚石的合成进行数值模拟，用简单反应速率函数估算炸药爆轰反应区的热力学参数，用动力学有限元程序DYNA2D模拟爆轰产物的膨胀过程，按均匀成核和长大两步模拟爆轰过程中游离碳相变成金刚石的过程，同时考虑金刚石在爆轰产物膨胀过程中的石墨化。计算了不同装药条件和保护条件下金刚石的成核率，长大线速度，石墨化率，金刚石得率及粒径分布等信息，对计算结果进行分析和讨论。     

负衬底偏压增强离子轰击对金刚石核化影响的理论分析

从理论上研究了负衬底偏压增强子轰击对金刚石的影响,并用理论解释了一些实验现象。