（100）/（111）面金刚石膜抗氧等离子刻蚀能力

使用微波等离子体技术(microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)对膜厚100μm的(100)和(111)晶面金刚石膜进行刻蚀处理,研究其抗氧等离子体的行为。结果表明:(100)晶面刻蚀首先发生在晶棱晶界处,而(111)晶面金刚石的刻蚀首先发生在晶面处;30 min刻蚀后,(100)面金刚石有明显晶面显现,(111)面金刚石膜晶面不明显;60 min刻蚀后,(100)和(111)晶面金刚石膜的择优取向消失;(100)晶面金刚石特征峰的半高宽值(full width at the half maximum,FWHM)由刻蚀前的8.51 cm~(–1)上升至刻蚀后的12.48 cm~(–1),(111)晶面金刚石FWHM值由8.74 cm~(–1)上升至148.49 cm~(–1);(100)晶面金刚石膜刻蚀速率在40 min时为0.35μm/min,60 min时上升至1.34μm/min;刻蚀前期,(100)晶面金刚石膜具有更好的抗氧等离子体刻蚀能力,刻蚀后期其抗刻蚀能力与(111)晶面金刚石膜相似。     

CVD金刚石薄膜表面抛光技术的研究

对CVD金刚石膜的离子束铣削、电子束加工、激光加工、化学辅助机械抛光、热化学抛光等抛光技术的加工方法与原理进行了介绍,分析了这些方法的优点和不足之处。并展望了CVD金刚石薄膜抛光技术的发展方向。     

沉积含Si过渡层对于不锈钢上沉积的DLC薄膜的性能影响

本文介绍了采用RF-PECVD法在3Cr13不锈钢基体圆片上沉积制备类金刚石多层膜,其内层薄膜为掺Si的过渡层,外层为不同厚度的在50～1000 nm之间的类金刚石薄膜（DLC）。实验结果表明沉积过渡层可以有效提高薄膜与基体的结合力。类金刚石薄膜的摩擦系数和薄膜在摩擦过程中的损坏情况都与外层薄膜的厚度有关。     

Cu(Ni80 Cr20 )-陶瓷复合机体的激光刻蚀机制

为解决陶瓷基底金属薄膜一体化部件的激光微加工精度问题,研究了纳秒脉冲激光作用于Cu(Ni80Cr20)-Al2O3复合机体的薄膜/基底界面分离机制。结果表明:激光刻蚀Cu时,光斑扫过的区域的Cu能够完全气化,得到较光滑的图案;在刻蚀Ni80Cr20时,光斑扫过的区域首先被氮化,随后氮化层剥离,导致刻蚀图形边沿粗糙。激光光斑能量呈高斯分布,使得Ni80Cr20氮化程度不均匀,是影响刻蚀精度的主要原因。利用波前衍射变换技术将光斑能量由高斯分布转换为能量呈平顶分布,在激光能量大于5.4 m J时,厚度4μm的Ni80Cr20层均匀氮化剥离,实现了Ni80Cr20-Al2O3组合体高精度、基底无损伤刻蚀。     

高精度、超高精度气相沉积金刚石厚膜刀具的特性及其应用

通过对聚晶金刚石和化学气相沉积金刚石厚膜的特性分析、试验及实际应用 ,得出了金刚石厚膜刀具除兼有单晶金刚石和金刚石薄膜涂层刀具的优点外 ,还具有精加工和超精加工的优异特性的结论 ,其发展前景广阔     

金刚石薄膜涂层技术

金刚石在所有物质中硬度最高,在固体物质中导热率最高。其化学性能稳定,与其他物质几乎无亲和性。因此,金刚石很适合用作耐磨、滑动的零件以及工具等。但金刚石的使用形状往往受天然颗粒、单晶或聚晶烧结体的限制。因此,近年来在硬质合金或其他基体上合成金刚石薄膜涂层的技术受到高度重视。 金刚石涂层刀具特别适用有色金属、玻璃纤维强化塑料以及陶瓷等特殊材料。如切削AC4C(8％Si—Al)材料,使用金刚石涂层的硬质合金刀具,要比不涂金刚石的硬质合金刀具使用寿命提高12倍。使用金刚石薄膜涂层材料制成的扬声器及话筒的振动     

硬质合金表面金刚石薄膜的结合强度与破坏方式

研究了不同表面预处理条件下,硬质合金表面沉积金刚石薄膜及薄膜的附着强度和破坏方式。结果表明,准分子激光预处理可大幅度提高金刚石薄膜的附着强度,其原因是由于准分子激光辐照处理后硬质合金表面粗糙化所产生的“锚链效应”。     

高精度、超高精度气相沉积金刚石厚膜刀具的特性及其应用

通过对聚晶金刚石和化学气相沉积金刚石厚膜的特性分析、试验及实际应用,得出了金刚石厚膜刀具除兼有单晶金刚石和金刚石薄膜涂层刀具的优点外,还具有精加工和超精加工的优异特性的结论,其发展前景广阔.     

化学气相沉积金刚石膜工具研究进展及产业化趋势

20多年来,CVD金刚石厚膜焊接工具和薄膜涂层工具的研究都已取得了十分显著的进展,关键性的技术问题已经基本解决,相关产品已经得到实际应用,近年来在国内外均已出现CVD金刚石工具产业,并已经形成了一定的市场规模.     

CVD金刚石涂层切割刀具的重复利用

由于化学气相沉积 (ＣＶＤ)形成的膜较薄 ,如果金刚石涂层刀具有少量粘接或基材表面损坏 ,应中止切削。因此 ,正在研究ＣＶＤ金刚石涂层切割刀具的重复利用技术 ,即从刀具上完全取下旧薄膜 ,在去除涂层的表面涂上新薄膜 ,然后进行了切割耐久试验 ,并进行了比较。通过切削试验证     

Imaging the interphase of carbon fiber composites using transmission electron microscopy:Preparations by focused ion beam,ion beam etching,and ultramicrotomy

Three sample preparation techniques, focused ion beam(FIB), ion beam(IB) etching,and ultramicrotomy(UM) were used in comparison to analyze the interphase of carbon fiber/epoxy composites using transmission electron microscopy. An intact interphase with a relatively uniform thickness was obtained by FIB, and detailed chemical analysis of the interphase was investigated by electron energy loss spectroscopy. It shows that the interphase region is 200 nm wide with an increasing oxygen-to-carbon ratio from 10% to 19% and an almost constant nitrogen-to-carbon ratio of about 3%. However, gallium implantation of FIB tends to hinder fine structure analysis of the interphase. For IB etching, the interphase region is observed with transition morphology from amorphous resin to nano-crystalline carbon fiber, but the uneven sample thickness brings difficulty for quantitative chemical analysis. Moreover, UM tends to cause damage and/or deformation on the interphase. These results are meaningful for in-depth understanding on the interphase characteristic of carbon fiber composites.     

制备工艺对金刚石形核质量的影响

研究了制备工艺对微波等离子体ＣＶＤ金刚石成膜质量的影响。详细讨论了基片在等离子体中的位置、基片台结构、Ｎ２等离子体预处理及启动条件对金刚石成膜均匀性的影响。提出了能获得均匀金刚石膜的制备工艺程序。     

铸铁结合剂微粉金刚石砂轮的在线电解修整的试验研究

针对硬脆材料光滑磨削表面的要求,在MM7120A精密平面磨床上自行制作了一套ELID磨削装置,并对铸铁结合剂微粉金刚石砂轮在线电解修整技术进行了试验研究。建立了电解参数对微粉砂轮表面修整形貌的影响关系,提出了ELID的双重作用特性,即微量修锐和精密整形,并发现了电解膜在硬脆材料磨削过程中的重要功效。     

直流电弧喷射等离子体炬阳极喷嘴积碳现象的研究

采用高功率直流电弧等离子体喷射化学气相沉积工艺,制备了不同厚度的自支称金刚石厚膜.实验发现,等离子体炬阳极喷嘴积碳是沉积过程中最突出的问题之一.从理论和实验两个方面研究了阳极积碳产生的原因,并通过激光拉曼光谱分析了碳球的结构和成分.结果表明,碳球由金刚石层、混合层和最外面的石墨层构成.详细分析了甲烷浓度、冷却水温度、放电电弧的局部高温、阳极喷嘴的表面质量对积碳形成的影响,并提出了改进措施.     

鼓泡法在金刚石薄膜/硅基界面结合强度定量测量中的应用分析与试验研究

在分析现有的各种关于薄膜性能评价试验方法的基础上,从实验角度探讨了有关鼓泡力学模型在金刚石薄膜/硅基结合强度的测量评价方面应用的可行性。     

用于合成金刚石薄膜的微波等离子体CVD系统

研制了一套功率容量大、结构合理、工作稳定的微波等离子体ＣＶＤ系统。描述了系统的基本结构和性能，讨论了它的特点。作者利用该系统，在单晶Ｓｉ等衬底材料上成功地合成了金刚石薄膜。     

利用电化学方法制备有序多孔硅阵列

采用电化学刻蚀的方法，在自制的电解槽中制备n型〈100〉晶向多孔硅条状阵列。通过扫描电子显微镜对生成的多孔硅进行形貌观察，并对多孔硅条状阵列的生长速率与形貌进行了初步的理论分析和实验研究。实验结果表明，多孔硅的生长速率主要由临界电流密度决定，多孔硅生成初始阶段产生锥形刻痕的原因是初始电流密度比较小，加大电流密度可以消除刻痕。多孔硅分又是由孔间距远远大于自由电荷区而产生的，而深槽中出现分立小孔的原因是反应产生的氢气阻碍了阳极氧化的进行。本实验结果对开展多孔硅进一步的研究工作具有指导意义。     

离子注入铜薄膜后的氧化行为

为克服铜易氧化造成薄膜电阻增加、机械性能下降的缺点，采用离子注入技术对铜薄膜表面进行改性研究。离子注入后进行了氧化试验，并结合Ｘ射线衍射和卢瑟福背散射进行了分析。结果表明，离子注入对原有薄膜的电阻影响是很小的； 随注入剂量的增大，抗氧化能力提高；离子注入不但改善了铜薄膜的抗氧化能力，而且氧化行为及氧化层的结构也发生了变化，未经注入的铜薄膜形成的氧化铜以Ｃｕ２Ｏ为主，注入后氧化铜则为Ｃｕ２Ｏ 和ＣｕＯ 的复合结构。离子注入提高了铜薄膜抗氧化性能。     

真空感应钎焊单层金刚石砂轮的实验研究

在真空条件下用Ni-Cr合金做钎料进行了钎焊单层金刚石砂轮的实验研究，实现了金刚石与钢基体间的牢固化学冶金结合。通过扫描电镜X射线能谱，结合X射线衍射结构分析，发现Ni-Cr合金中的Cr原子与金刚石表面的碳原子反应生成稳定连续的Cr3C2膜，在钢基体结合界面上生成（FexCry）C，这是实现合金层与金刚石及钢基体之间都有较高结合强度的主要因素。通过磨削实验验证了金刚石确实有较高的把持强度。