小型化热丝CVD金刚石膜沉积设备的研究与开发

对传统HFCVD金刚石膜沉积设备进行小型化改进,分析了传统沉积设备在真空系统和衬底机构结构上的不足之处;介绍了小型化CVD金刚石膜沉积设备的系统构成;详细描述了该小型化设备的真空系统和衬底摆动机构。该系统具有均匀的表面温度场和很高的运行稳定性,可以用于纳米金刚石薄膜和金刚石厚膜的沉积,制备的纳米金刚石薄膜晶粒大小基本上都在200 nm以下,纳米硬度为(450~700)GPa;沉积的金刚石厚膜直径达93 mm,晶粒完整均匀。     

电子辅助热丝化学气相沉积一体化系统的研究

对电子辅助热丝化学气相沉积(Electron-assisted Chemical Vapor Deposition,EACVD)系统的一体化技术进行了研究,介绍了EACVD一体化系统的原理和设计,系统包括机械系统和控制系统。金刚石的沉积实验表明,该系统可以提供高质量金刚石生长所需的均匀温度场,而且结构简单、制造成本低。该系统可用于光学涂层以及金刚石微器件的制备研究。     

氩气对金刚石膜碳价键、粒径和表面形貌的影响

为调整微钻表面金刚石薄膜的晶粒尺寸和粗糙度以满足PCB板钻孔的工况要求,调节氩气和氢气流量比,采用热丝化学气相沉积法,以甲烷、氢气及氩气为气源在硅基体上沉积出一系列金刚石薄膜。利用拉曼光谱仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及原子力显微镜(AFM),分别表征不同氩气流量下制备的金刚石薄膜的碳价键结构、晶面取向、晶粒尺寸和表面粗糙度。结果表明:随着氩气流量增大,金刚石薄膜中的石墨含量呈升高趋势,薄膜趋向(111)晶面择优生长,晶粒尺寸从微米级(1. 27μm)细化至纳米级,薄膜粗糙度先升高后降低,最低为65 nm。研究表明,存在最优的氩气流量使得制备的薄膜具有适宜的结构特点,如碳价键含量高、(111)晶面取向度高、晶粒尺寸小和粗糙度低,可满足PCB板超细钻孔的要求。     

化学气相沉积金刚石刀具的实际性能

<正> 一、引言八十年代初期,许多研究人员预测,金刚石涂层刀具将获得广泛的应用。但就目前发展而言,实用金刚石涂层刀具仍然还未制造出来。为此,对金刚石涂层刀具的研究在世界各先进工业国家仍不断进行。日本住友电气工业公司特殊材料部采用一种将独立的CVD金刚石片钎焊在刀体上的工艺,开发出了一种新型CVD金刚石涂层刀具。试验中表明,这种CVD金刚石涂层刀具的寿命约为硬质合金刀具的10倍,其切削性能和寿命与PCD刀具十分相似。本文就     

高钴硬质合金基底化学气相沉积金刚石膜的研究

通过采用二步浸蚀法对硬质合金(WC-12%Co)刀具进行预处理,应用微波等离子化学气相沉积装置,在经二步浸蚀法预处理过的硬质合金上沉积出高质量和结合力强的金刚石涂层.研究了提高涂层附着力的基体预处理方法,用SEM、XRD、激光Raman光谱分析了涂层质量,用切削试验检测金刚石涂层与刀具基底的附着情况,结果表明二步浸蚀基体预处理方法能有效地降低基体表面金属钴的含量,消除沉积过程中Co的负面影响,从而提高金刚石涂层的附着力,使刀具使用寿命明显提高.     

纳米喷洒预处理在MWCVD金刚石膜中的应用

叙述了应用于微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜工艺中一种新的基体预处理方法，即对Si(100）基体采用纳米金刚石直接喷洒处理方法，与此同时还采用了其他方法，如超声波法处理，研磨法处理和基体不处理，通过SEM观察分析了各种处理方法对金刚石成膜的影响，实验可知，纳米金刚石直接喷洒是一种较好的基体预处理方法，在此方法处理的基体以上可以生长出金刚石／碳化硅复合膜。     

微波等离子体化学气相沉积法合成纳米碳管

长期以来等离子体化学气相沉积法广泛用于薄膜材料的合成。自纳米碳管被发现以后，该方法已成为纳米碳管合成的一种非常重要的手段。本研究以10X和13X分子筛为载体，在纳米钴颗粒的催化作用下，利用微波等离子体化学气相沉积法在较低的温度条件下合成了纳米碳管。     

微/纳米CVD金刚石涂层的制备

使用热丝化学气相沉积(HFCVD)装置,在以WC - CO硬质合金为衬底,采用调节涂层生长参数,制备出性能优良的微/纳米金刚石涂层.用SEM,AFM,Raman表征微观结构和表面品质.采用压痕法评估涂层的结合性能,并与微米金刚石涂层、纳米金刚石涂层进行比较.结果显示,当生长气压由3.3 kPa降为1.0 kPa时,底层的微米级晶粒逐渐被上层纳米级晶粒覆盖,并且涂层表面显露出纳米金刚石涂层特性.在结合性能实验中也指出,微/纳米金刚石涂层的结合性能比纳米金刚石涂层要优异.     

基于HFCVD法的金刚石涂层铰刀制备

钻孔后进行铰孔的精加工可以获得光滑的孔表面并消除毛刺,因此,使用金刚石涂层铰刀进行铰孔可以提高工件加工质量.采用双层热丝化学气相沉积(HFCVD)法在硬质合金铰刀上沉积金刚石薄膜,通过扫描电子显微镜和拉曼光谱对制备的薄膜进行表征.结果 表明:采用双层热丝结构用化学气相沉积法制备的金刚石涂层铰刀刀尖部分的金刚石颗粒在1....     

化学处理对刀具表面金刚石涂层薄膜的影响研究

阐述了热丝化学气相沉积法(HFCVD)涂覆金刚石涂层时,采用Murakami溶液和HNO₃溶液进行化学预处理对刀具表面金刚石涂层薄膜的影响。采用扫描电子显微镜、能谱仪和拉曼光谱仪进行检测,结果表明,硬质合金中的黏结相Co元素和表面粗糙程度对涂层金刚石薄膜有较大影响,采用Murakami溶液浸蚀3min以上、HNO₃溶液浸蚀5min以上的刀具涂层表现出优越的性能,刀具寿命是未涂层刀具的2～4.5倍。     

乙炔-氧气火焰沉积高质量、致密金刚石厚膜

通过分析了沉积温度、乙炔－氧气流量配比对金刚石厚膜质量的影响及高质量金刚石厚的生长过程。     

CVD金刚石涂层拉丝模温度场数值分析

衬底温度是热丝化学气相沉积(HFCVD)制备金刚石薄膜的重要参数之一,在拉丝模表面沉积CVD金刚石涂层时,均匀的衬底温度场显得尤为重要.对HFCVD系统中制备CVD金刚石涂层时拉丝模衬底温度场进行数值分析,得到了拉丝模温度场的分布和热丝参数对衬底温度场的影响规律,为CVD金刚石涂层拉丝模的制备提供重要指导.     

CVD金刚石刀具的研究进展与应用现状

金刚石膜是采用化学气相沉积的方法制备出来的一种全晶质多晶纯金刚石材料,是制造刀具的理想材料。本文对CVD金刚石涂层刀具与厚膜焊接刀具的研究进展与应用现状进行了简要的综述。     

热丝CVD法制备大面积金刚石薄膜基片的变形

采用热丝CVD法制备的大面积金刚石薄膜存在基片变形严重的问题,通过对热丝CVD设备和沉积工艺进行改进,成功解决了直径76mm、厚度0.4mm硅片的变形问题。结果表明:改进后金刚石薄膜基片的翘曲度为0.296%,比改进前的降低了88.9%;改进后金刚石薄膜的质量及晶粒大小均匀,膜厚不均匀度仅为1.53%,具有优异的大面积均匀性。     

碳离子束注入辅助蒸发低温沉积DLC薄膜研究

采用碳离子束注入辅助蒸发技术低温沉积了DLC薄膜,对薄膜沉积的工艺参数进行了优化,并对该薄膜的摩擦学行为进行了探讨。研究发现:碳离子束注入辅助蒸发技术沉积的DLC薄膜在离子量为3.0×1017ions/cm2,沉积率为0.1nm/s时具有最小的摩擦因数(<0.1);电流为2.0mA比3.0mA条件下所沉积的DLC薄膜表面光滑;磨损试验后,DLC薄膜的表面只有轻微磨损的痕迹。     

静电辅助气溶胶化学气相沉积法制备Al_2O_3薄膜

以乙酰丙酮铝为前驱体,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,采用静电辅助的气溶胶化学气相沉积(ESAVD)方法,在Si(100)衬底上制备了Al2O3薄膜,并采用场发射扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和自动划痕仪等设备对制备的薄膜进行了表征。结果表明:采用ESAVD法制备的Al2O3薄膜平整致密而且晶粒细小,薄膜与基体之间及薄膜内部都未出现开裂现象;薄膜与基体的结合力约为5.56 N;沉积得到的薄膜为化学计量比为2∶3的氧化物薄膜;退火前的薄膜为非晶态,在1 200℃退火保温2 h后薄膜转变为-αAl2O3。     

CVD金刚石薄膜涂层轴承支撑器的制备和应用

轴承支撑器是轴承精密加工中的关键部件。本文采用热丝化学气相沉积(简称CVD)法,以丙酮和氢气为碳源,在WC-Co硬质合金轴承支撑器衬底上沉积金刚石薄膜,制备CVD金刚石薄膜涂层轴承支撑器,并应用于轴承的精密磨削加工。结果表明,合理控制衬底材料的预处理和CVD沉积工艺对金刚石薄膜质量、形貌、粗糙度和薄膜与衬底间的附着力有显著影响。与传统硬质合金轴承支撑器相比,CVD金刚石涂层轴承支撑器的耐用度和使用性能显著提高。