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.     

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     

机载光电系统红外光学窗口类金刚石膜镀制工艺研究

针对航空机载光电系统红外光学窗口膜层抗磨损能力偏低、易损伤的问题，以某型飞机光电雷达整流罩为研究突破点，采用磁控溅射镀膜方法，在大球冠、深穹形整流罩外表面成功实现了类金刚石膜复合膜层的制备，有效提升了探测设备的综合实用性能和质量。     

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。     

真空磁过滤电弧离子镀法制备类金刚石涂层方法及性能研究

采用真空磁过滤电弧离子镀方法，在GT35基体上沉积类金刚石膜。通过对清洗工艺及弧电流、工件所加负偏压、沉积温度等参数的研究，制定出了合理的工艺路线，并对这种膜层进行了X－射线光电子谱（XPS）分析，利用干涉仪、纳米硬度计对膜层的粗糙度、纳米硬度作了进一步检测。结果表明，采用此种方法制备的类金刚石膜层，SP^3含量约为40．1％；组织致密，无大的颗粒；镀膜后的粗糙度可以达到0．015μm；纳米硬度约为55GPa。并将膜层与TiN膜层组成摩擦副，进行了耐磨性试验。结果表明膜层的耐磨性较好。     

类金刚石膜的制备及应用

介绍了类金刚石膜DLC的形成原理、制备方法和发展现状,总结了DLC在机械、电子、声学、光学和医学等领域的应用状况以及存在的问题。     

磁过滤直流真空阴极弧制备类金刚石膜的结构和力学性能研究

采用磁过滤直流真空阴极弧沉积技术在硅片、不锈钢片基体上制备了类金刚石(DLC)膜。检测结果表明,膜中存在着微米级的大颗粒分布,膜厚为290nm,sp3键的含量为62.23%。所制备的薄膜具有典型的DLC膜Raman光谱特征,耐磨性能优良,膜与基体的结合性能良好。     

过滤式阴极电弧沉积类金刚石薄膜工艺研究

研究了过滤式阴极电弧沉积系统的稳弧工艺参数,通过正交试验获得最佳稳弧参数。并且研究了弯管内置挡板对宏观粒子过滤效果的影响。采用喇曼光谱研究了偏压对生成的类金刚石薄膜性能的影响,证明－１００Ｖ偏压下获得的类金刚石薄膜有最佳的ＳＰ３含量。扫描电镜测试表明,在（１１１）硅基片上获得致密的膜,但在高速钢基体上沉膜堆积现象比较严重,不易获得优质类金刚石膜。同时也给出了类金刚石的原子力显微照片（ＡＦＭ）,表明稳弧参数对类金刚石薄膜表面形貌有较大的影响。     

新材料类金刚石膜

长期以来各国科技界努力探索在常温常压下制造与金刚石相类似性能的新物质和新材料 ,以适应军工、机械、光学镜头、电子元器件、钟表、首饰、化工、医疗、航空、航天等行业的广泛需求。本成果研制出类金刚石膜生产设备与生产工艺。类金刚石膜是一种人造的新物质新材料 ,碳原子是该物质的主要成分。以原子键构成的正四面体原子晶体结构为存在形式。本成果在工艺上采用奇特的碳原子晶体沉积法 ,能在常温常压下于玻璃、金属、塑料等材料表面生成致密、牢固而且光滑的类金刚石膜 ,其结构和性能与金刚石相似 ,具有硬度高、耐腐蚀性强、电绝缘性能…     

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。     

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。     

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。     

硬质合金上金刚石膜的沉积

综述了为提高金刚石薄膜与硬质合金基体间结合强度所进行的研究,如制备细晶基体、对基体进行前处理、优化金刚石成膜的工艺条件以及在基体和金刚石膜间施加过渡层等．分析归纳了各种因素的影响规律,并对该研究前景进行了展望．     

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.     

应用MCM的飞行计算机

应用ＭＣＭ的飞行计算机美国Ｓａｎｄｉａ国家实验室设计了一种飞行计算机．这种计算机的微处理器、固定存储器和模拟驱动线路要求防辐射。设计中应用了ＭＣＭ（多芯片组件）技术和优良热特性的ＣＶＤ（化学气相淀积）金刚石材料。该计算机有如下多路响应特性：·计算机提...     

（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。     

磁控溅射DLC/SiC/Ti多层膜对镁合金摩擦磨损性能的影响

采用室温磁控溅射技术在镁合金(AZ91D)表面制备DLC/SiC/Ti(类金刚石/碳化硅/钛)多层膜(SiC,Ti为中间层),研究了薄膜的纳米压痕行为和膜基系统的摩擦磨损性能.试验结果表明:DLC薄膜具有低的纳米硬度(4.01GPa)和低的弹性模量(40.53GPa),但具有高的硬弹比(0.10);膜基系统具有好的摩擦磨损性能;在以氮化硅球为对磨件的室温干摩擦条件下摩擦系数平均约为0.19,与镁合金相比,磨损速率低了约三个数量级,膜基系统经3.5h磨损后,未出现裂纹和剥落,显著改善了镁合金的抗磨损性能.     

航空轴承表面合成DLC薄膜的结构特征和滚动-接触疲劳物理模型

利用等离子体浸没离子注入与沉积（PIIID）复合强化技术,在AISI440C航空轴承钢表面合成了类金刚石碳（DLC）薄膜。Raman光谱分析揭示出所制备的DLC膜层主要是由金刚石键（sp³）和石墨键（sp²）组成的混合无定形碳膜,且sp³键含量大于10%。原子力显微镜（AFM）形貌表明,DLC膜层表面光滑,结构致密均匀,与基体结合良好。被处理薄膜试样在90%置信区间下的疲劳寿命L₁₀,L₅₀,特征疲劳寿命L_a和平均寿命较基体分别延长了10.1,4.2,3.5和3.6倍。ANSYS模拟结果显示,最大剪切应力出现在膜基结合处并且靠近膜层内部,最大值达到2 150 MPa。结合ANSYS模拟结果和扫描电镜（SEM）观察形貌分析发现,膜层内部存在的微观缺陷是滚动接触疲劳裂纹产生的诱因,循环载荷所形成的最大剪切应力和润滑油中污染颗粒的共同作用是疲劳磨坑最终形成的外在动力。建立了循环载荷条件下PIIID DLC/AISI440C轴承接触疲劳破坏的5阶段物理模型。     

金刚石在仪表制造中的作用

介绍了金刚石工具在仪表加工中的应用，详细叙述了金刚石车刀应用和使用中的技术问题以及人造金刚石和金刚石涂层的工具，还展望了比金刚石硬、强度高的材料．     

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