金刚石自支撑膜的高温红外透过性能 被引量：9

1

作者 黑立富 闫雄伯 +6 位作者 朱瑞华 陈良贤 刘金龙 魏俊俊 廉伟艳 张荣实 李成明 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期1-6,共6页

由于金刚石具有低吸收和优异的力学与导热性能使其成为长波(8~12μm)红外光学窗口材料的重要选择。对于许多极端条件的应用,化学气相沉积(CVD)金刚石自支撑膜的高温光学性质至关重要。应用直流电弧等离子喷射法制备光学级金刚石自支撑... 由于金刚石具有低吸收和优异的力学与导热性能使其成为长波(8~12μm)红外光学窗口材料的重要选择。对于许多极端条件的应用,化学气相沉积(CVD)金刚石自支撑膜的高温光学性质至关重要。应用直流电弧等离子喷射法制备光学级金刚石自支撑膜进行变化温度的红外光学透过性能研究,采用光学显微镜、X射线衍射、激光拉曼和傅里叶变换红外-拉曼光谱仪检测CVD金刚石膜的表面形貌、结构特征和红外光学性能。结果表明:在27℃时金刚石膜长波红外8~12μm之间的平均透过率达到65.95%,在500℃时8~12μm处的平均透过率为52.5%。透过率下降可分为3个阶段。对应于透过率随温度的下降,金刚石膜的吸收系数随温度的升高而增加。金刚石自支撑膜表面状态的变化,对金刚石膜光学性能的影响显著大于内部结构的影响。 展开更多

关键词 直流电弧等离子喷射 金刚石自支撑膜 高温红外透过

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大面积金刚石自支撑膜机械抛光的优化工艺研究 被引量：4

2

作者 郭世斌 曲杨 +3 位作者 吕反修 唐伟忠 佟玉梅 宋建华 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1173-1175,共3页

研究了一种用于抛光等离子体溅射CVD法制备的金刚石自支撑膜的高效安全的抛光工艺。试验探索了转盘转速、金刚石粉颗粒尺寸、磨盘表面形状对金刚石自支撑膜磨抛速率的影响。研究表明:带槽盘对金刚石自支撑膜的粗研磨效果明显,速率较高,... 研究了一种用于抛光等离子体溅射CVD法制备的金刚石自支撑膜的高效安全的抛光工艺。试验探索了转盘转速、金刚石粉颗粒尺寸、磨盘表面形状对金刚石自支撑膜磨抛速率的影响。研究表明:带槽盘对金刚石自支撑膜的粗研磨效果明显,速率较高,平面盘对提高金刚石自支撑膜的表面粗糙度有利;不同颗粒的金刚石粉对应着各自合适的能充分利用其磨削能力的转速,在这个转速下,金刚石自支撑膜的磨抛速率在12μm/h左右。本文通过对新的工艺参数的探索,为金刚石自支撑膜后续加工提供有力的技术支持。 展开更多

关键词 金刚石自支撑膜 机械抛光 优化工艺

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DC Arc Plasma Jet CVD金刚石自支撑膜的质量对物理性能的影响 被引量：2

3

作者 郭世斌 王耀华 +3 位作者 陈飞 吕反修 唐伟忠 佟玉梅 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第A10期3802-3805,共4页

本研究对Raman谱进行高斯（Gauss）和洛仑兹（Lorenz）分峰拟合，将金刚石自支撑膜Raman谱分成纯金刚石峰和非金刚石峰，对比两种方法的精度，结果显示高斯拟合的精度高些。运用经验公式计算出金刚石自支撑膜的质量因子，发现质量因子... 本研究对Raman谱进行高斯（Gauss）和洛仑兹（Lorenz）分峰拟合，将金刚石自支撑膜Raman谱分成纯金刚石峰和非金刚石峰，对比两种方法的精度，结果显示高斯拟合的精度高些。运用经验公式计算出金刚石自支撑膜的质量因子，发现质量因子主要受纯金刚石峰强度和无定型碳峰强度的影响，非金刚石峰强度与质量因子成反比，纯金刚石峰强与质量因子成正比，同时还受到内应力的影响。质量因子与热导率、断裂强度和红外透过率的关系表明，金刚石自支撑膜的以上物理性能与其质量成正比关系。 展开更多

关键词 金刚石自支撑膜 热学性能 力学性能 光学性能

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大面积高质量金刚石自支撑膜热导率的影响因素研究 被引量：2

4

作者 郭世斌 吕反修 +3 位作者 王耀华 牛得草 唐伟忠 佟玉梅 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1935-1937,共3页

通过Raman、XRD、SEM分析方法分别对大面积高质量金刚石自支撑膜的质量、晶体结构、晶粒尺寸进行研究,分析它们对金刚石自支撑膜热导率的影响。研究结果表明,金刚石自支撑膜的质量对热导率的影响较大,质量越好,热导率越接近于天然金刚... 通过Raman、XRD、SEM分析方法分别对大面积高质量金刚石自支撑膜的质量、晶体结构、晶粒尺寸进行研究,分析它们对金刚石自支撑膜热导率的影响。研究结果表明,金刚石自支撑膜的质量对热导率的影响较大,质量越好,热导率越接近于天然金刚石的热导率;并且金刚石自支撑膜中晶体[220]取向度越高,热导率越高。形核面晶粒尺寸越大,晶粒间的晶界就减少,有利于提高金刚石自支撑膜的热导率。 展开更多

关键词 金刚石自支撑膜 热导率 晶体结构 晶粒尺寸

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双辉等离子体表面冶金金属化CVD金刚石自支撑膜研究 被引量：3

5

作者 高雪艳 钟强 +6 位作者 李晓静 黑鸿君 高洁 申艳艳 贺志勇 刘小萍 于盛旺 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2385-2389,共5页

采用双辉等离子表面冶金技术,在金刚石自支撑膜表面制备了W金属层。借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X-射线衍射仪(XRD)等分别对金属化后的金刚石膜的微观形貌、元素分布及物相组成进行了表征与分析;并通过测试Ag-Cu钎焊的金刚石... 采用双辉等离子表面冶金技术,在金刚石自支撑膜表面制备了W金属层。借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X-射线衍射仪(XRD)等分别对金属化后的金刚石膜的微观形貌、元素分布及物相组成进行了表征与分析;并通过测试Ag-Cu钎焊的金刚石膜-硬质合金刀片样品的剪切强度,评价金属层与金刚石膜的结合强度。实验结果表明:所制备的W金属层连续、致密,由大量纳米尺度的颗粒状团聚物构成;在金属层与金刚石界面一定深度区域内,存在W和C元素的相互扩散,并且反应生成了WC、W2C等金属碳化物颗粒,表明金属层与金刚石膜之间已形成了牢固的化学键合。 展开更多

关键词 金刚石自支撑膜 双辉等离子表面冶金技术 W金属层 元素扩散

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微/纳米多层金刚石自支撑膜的制备及生长特性的研究 被引量：4

6

作者 兰昊 陈广超 +7 位作者 戴风伟 李彬 唐伟忠 李成明 宋建华 J.Askari 黑立富 佟玉梅 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期166-169,共4页

在30kW级直流电弧等离子喷射化学气相沉积装置下,采用Ar-H2-CH4混合气体,通过控制工艺参数,在钼衬底上分别制备了普通微米自支撑膜及多层金刚石自支撑膜并对其进行研究。结果显示,同普通微米膜相比,多层膜体是由微米晶金刚石层和纳米晶... 在30kW级直流电弧等离子喷射化学气相沉积装置下,采用Ar-H2-CH4混合气体,通过控制工艺参数,在钼衬底上分别制备了普通微米自支撑膜及多层金刚石自支撑膜并对其进行研究。结果显示,同普通微米膜相比,多层膜体是由微米晶金刚石层和纳米晶金刚石层组成,表面光滑,微米层与纳米层间具有相互嵌套式的界面;多层膜中各层膜体的内应力沿生长方向有明显变化,出现一个从压应力到拉应力变化的过程;在沉积过程中,随着层数变化,膜体的生长速率也发生相应的变化。 展开更多

关键词 直流电弧等离子喷射化学气相沉积 自支撑金刚石膜 多层结构 内应力 生长速率

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直流电弧等离子体喷射法制备金刚石自支撑膜研究新进展 被引量：7

7

作者 李成明 陈良贤 +3 位作者 刘金龙 魏俊俊 黑立富 吕反修 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2018年第1期16-27,共12页

文章综述了以直流电弧等离子体喷射法制备自支撑金刚石膜的研究新进展,对电弧特性、金刚石晶体质量、力学性能、光学性能及热学性能进行了介绍。研究表明:不同电弧区域的金刚石膜结晶质量及应力状态有所差异,钛过渡层可以降低金刚石的... 文章综述了以直流电弧等离子体喷射法制备自支撑金刚石膜的研究新进展,对电弧特性、金刚石晶体质量、力学性能、光学性能及热学性能进行了介绍。研究表明:不同电弧区域的金刚石膜结晶质量及应力状态有所差异,钛过渡层可以降低金刚石的残余应力;采用四点弯曲测得金刚石的断裂韧性为10.99MPa·m^(1/2);一定温度范围内,金刚石吸收系数与温度的关系基本不受金刚石质量和厚度的影响;金刚石的光学性能越好,其热导率越高,且金刚石形核面热导率略高于生长面,500K以上时多晶金刚石膜的热导率近似于单晶水平。 展开更多

关键词 直流电弧等离子体喷射 金刚石自支撑膜 断裂韧性 吸收系数 热导率

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微纳米复合金刚石自支撑膜的制备及微观结构的研究 被引量：2

8

作者 薛前进 黄玲 +6 位作者 陈广超 李彬 唐伟忠 李成明 宋建华 黑立富 佟玉梅 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期446-449,共4页

在30 kW级直流电弧等离子喷射化学气相沉积装置下,采用Ar-H2-CH4混合气体,通过控制工艺参数,在多晶钼衬底上制备了微纳米复合多层金刚石自支撑膜。采用拉曼光谱对其进行成份分析、SEM观察膜体表面形貌,采用聚焦离子束(FIB)技术对其进行... 在30 kW级直流电弧等离子喷射化学气相沉积装置下,采用Ar-H2-CH4混合气体,通过控制工艺参数,在多晶钼衬底上制备了微纳米复合多层金刚石自支撑膜。采用拉曼光谱对其进行成份分析、SEM观察膜体表面形貌,采用聚焦离子束(FIB)技术对其进行原位刻蚀,用高分辨电镜观察对其进行微观表征。结果显示,同普通微米膜相比,多层膜体是由微米晶金刚石层和纳米晶金刚石层组成,表面光滑,微米层与纳米层间具有相互嵌套式的界面,微/纳米复合多层金刚石自支撑膜中包含有纳米级金刚石晶粒、微米级金刚石晶粒和无定形碳。 展开更多

关键词 化学气相沉积 自支撑金刚石膜 多层结构 微观结构 聚焦离子束(FIB)

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基于X射线光电子能谱定量分析金刚石自支撑膜高温石墨化 被引量：3

9

作者 闫雄伯 魏俊俊 +2 位作者 陈良贤 刘金龙 李成明 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期139-146,共8页

目的针对金刚石红外窗口在高温环境下的石墨化失效问题进行研究。方法使用等离子体电弧发生器对CVD金刚石自支撑膜进行1500～1800℃热冲击实验,双面抛光后,采用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)... 目的针对金刚石红外窗口在高温环境下的石墨化失效问题进行研究。方法使用等离子体电弧发生器对CVD金刚石自支撑膜进行1500～1800℃热冲击实验,双面抛光后,采用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对热冲击后的金刚石膜进行表征,着重通过X射线光电子能谱仪(XPS)对键合特征的演变与热冲击温度之间的关系进行分析。结果热冲击后金刚石膜中的石墨主要存在于晶界处,晶界石墨化过程随温度升高而加快,并致使红外透过率损失。在C1s结合能谱峰解析中,对比了一般的双峰拟合与改进的三峰拟合两种方法,通过引入AC成分,解决了双峰拟合中sp^3与sp^2两峰位的结合能差ΔEB不固定的问题。AC成分的出现是由于碳原子没有形成完美的等性sp^3电子轨道杂化方式引起的,主要存在于金刚石膜重构表面以及原子排列紊乱的晶界处,通过对比AC成分与sp^3成分含量之间的固定关系,论证三峰拟合的合理性。根据键合特征演变与红外吸收变化获得的金刚石膜石墨化活化能分别为227 kJ/mol和250 kJ/mol,结果一致性较好。结论晶界石墨化是导致热冲击后金刚石膜红外透过性能损失的主要原因,建立了热冲击温度与红外透过率及sp^2碳含量之间的关系。 展开更多

关键词 金刚石自支撑膜 石墨化 sp^2/sp^3杂化 红外透过率 晶界 热冲击

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微/纳米复合多层金刚石自支撑膜的制备及应力研究 被引量：1

10

作者 兰昊 陈广超 +8 位作者 戴风伟 李彬 唐伟忠 李成明 宋建华 skari J. 黑立富 佟玉梅 吕反修 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2007年第3期29-31,35,共4页

利用大功率DC Arc Plasma Jet CVD装置,采用Ar-H2-CH4混合气体为气源,通过优化工艺参数,在多晶钼衬底上制备出了多层复合金刚石自支撑膜。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、激光拉曼谱(Raman)对膜体进行表征,结果显示,多层膜体的组... 利用大功率DC Arc Plasma Jet CVD装置,采用Ar-H2-CH4混合气体为气源,通过优化工艺参数,在多晶钼衬底上制备出了多层复合金刚石自支撑膜。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、激光拉曼谱(Raman)对膜体进行表征,结果显示,多层膜体的组织结构体现了微米金刚石与纳米金刚石的典型特征;复合金刚石自支撑膜具有光滑的表面,微米层与纳米层间呈相互嵌套式的界面;此外,利用激光拉曼谱分析了多层膜中的内应力状态,研究发现,多层膜中各层膜体具有不同的内应力状态,内应力沿膜体生长方向有明显变化,呈现出从压应力到拉应力的变化过程。 展开更多

关键词 直流电弧等离子喷射化学气相沉积 自支撑金刚石膜 多层结构 内应力

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CVD金刚石自支撑膜的研究进展 被引量：19

11

作者 刘金龙 安康 +4 位作者 陈良贤 魏俊俊 唐伟忠 吕反修 李成明 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1-10,共10页

金刚石膜以其最高的硬度、热导率、热震性能以及极高的强度等优点得到了越来越多的关注。自20世纪低压化学气相沉积技术成功制备出金刚石以来,在世界范围内,金刚石的制备技术及应用研究得到了快速发展。分别对国内外自支撑金刚石膜材料... 金刚石膜以其最高的硬度、热导率、热震性能以及极高的强度等优点得到了越来越多的关注。自20世纪低压化学气相沉积技术成功制备出金刚石以来,在世界范围内,金刚石的制备技术及应用研究得到了快速发展。分别对国内外自支撑金刚石膜材料的制备技术及相关应用进行简要介绍,并讨论近几年我国在高质量金刚石膜材料制备技术方面取得的进展。目前主要的制备技术有热丝、直流辅助等离子体、直流电弧等离子体喷射、微波等离子体化学气相沉积(CVD)等方法。在小尺寸、高质量金刚石膜的制备技术基础上,21世纪初,国外几大技术强国先后宣布实现了大面积、高质量CVD金刚石膜的制备,并将其用于诸如红外光学窗口等高技术领域。我国也在CVD金刚石膜研发方面不断进步,先后掌握了热丝、直流电弧等离子体喷射、直流辅助等离子体CVD等合成大面积金刚石自支撑膜技术,近几年也掌握了915 MHz微波等离子体CVD技术,这些成果也标志着我国在高质量金刚石膜制备技术领域跟上了世界先进水平。 展开更多

关键词 化学气相沉积 热丝化学气相沉积 直流辅助等离子体化学气相沉积 直流电弧等离子体化学气相沉积 微波等离子体化学气相沉积 自支撑金刚石膜

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大面积自支撑金刚石膜的机械研磨研究 被引量：3

12

作者 文星凯 魏俊俊 +3 位作者 刘金龙 陈良贤 黑立富 李成明 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2013年第5期22-26,共5页

用100 kW级直流等离子体喷射系统制备金刚石自支撑膜,采用机械研磨方法对其进行平坦化加工。实验研究了不同研磨盘转速和不同压力对研磨的影响,分别用扫描电镜、数显千分表和X射线光电子能谱仪对金刚石膜研磨前后的表面形貌、厚度和金... 用100 kW级直流等离子体喷射系统制备金刚石自支撑膜,采用机械研磨方法对其进行平坦化加工。实验研究了不同研磨盘转速和不同压力对研磨的影响,分别用扫描电镜、数显千分表和X射线光电子能谱仪对金刚石膜研磨前后的表面形貌、厚度和金刚石去除机理进行了表征和分析。结果表明:研磨的转速和压力对膜的表面形貌和磨削速率影响非常明显,研磨盘转速为40 r/min,压力为0.50 MPa时,研磨效果较佳,磨削速率达到了80.5μm/h;研磨后的金刚石表面未发现有铁元素存在,金刚石的去除机理主要为微切削和应力诱导的金刚石膜局部石墨化。 展开更多

关键词 大面积金刚石自支撑膜 机械研磨 应力诱导 局部石墨化

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微波PCVD法大尺寸透明自支撑金刚石膜的制备及红外透过率(英文) 被引量：14

13

作者 李博 韩柏 +3 位作者 吕宪义 李红东 汪剑波 金曾孙 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期245-249,共5页

采用微波PCVD方法制备出直径50mm膜厚300μm的大尺寸透明自支撑金刚石膜。在甲烷体积分数2%的条件下制备的透明自支撑金刚石膜经过两面抛光后在500cm-1~4000cm-1红外波段范围内红外透过率达到70%,但是其生长速率只有1μm/h^2μm/h。在... 采用微波PCVD方法制备出直径50mm膜厚300μm的大尺寸透明自支撑金刚石膜。在甲烷体积分数2%的条件下制备的透明自支撑金刚石膜经过两面抛光后在500cm-1~4000cm-1红外波段范围内红外透过率达到70%,但是其生长速率只有1μm/h^2μm/h。在体积分数4%甲烷浓度下制备的自支撑透明金刚石膜,其生长速率达到7μm/h^8μm/h,经过两面抛光之后膜厚为260μm的金刚石膜的在500cm-1~4000cm-1红外波段范围内红外透过率达到60%左右,而且膜中心和边缘区的红外透过率基本相同。这些结果为大尺寸金刚石厚膜在红外窗口上的实际应用奠定了基础。 展开更多

关键词 微波PCVD 透明自支撑金刚石膜 红外透过率

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直流等离子体喷射制备无裂纹自支撑金刚石膜体的晶体组织设计(英文) 被引量：6

14

作者 陈广超 周祖源 +6 位作者 周有良 杨胶溪 李成明 宋建华 佟玉梅 唐伟忠 吕反修 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期683-689,共7页

在自支撑金刚石膜体中发现网状、河流状和环状三种裂纹形式 ,这几种裂纹形式依沉积温度不同而不同。首次采用了原子力显微镜分析了金刚石自支撑膜体裂纹断裂机制 ,发现了穿晶断裂和沿晶断裂两种机制 ,其中 ,在网状裂纹中 ,穿晶断裂机制... 在自支撑金刚石膜体中发现网状、河流状和环状三种裂纹形式 ,这几种裂纹形式依沉积温度不同而不同。首次采用了原子力显微镜分析了金刚石自支撑膜体裂纹断裂机制 ,发现了穿晶断裂和沿晶断裂两种机制 ,其中 ,在网状裂纹中 ,穿晶断裂机制占主要地位 ;环状裂纹中 ,沿晶断裂机制占主要地位 ,而河流状裂纹是两种机制的混合。对应X射线衍射结果 ,(111)晶面占优的膜体易于开启穿晶断裂机制 ,(2 2 0 )晶面占优的膜体易于开启沿晶断裂机制。使用Raman谱测试的膜体中的本征应力在几十到几百MPa之间 ,且在膜体中存在应力剖面分布。Raman谱的结果还显示低缺陷的膜体组织有利于阻挡裂纹扩展。通过建立简单力学分析模型 ,推测了膜体组织对断裂强度的作用。根据实验结果和力学模型 ,制备了最厚 2mm、最大直径 12 0mm的无裂纹自支撑金刚石膜。 展开更多

关键词 直流等离子体喷射 制备 无裂纹自支撑金刚石膜 组织设计 晶体结构 原子力显微镜

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直流电弧等离子体区域电弧分布特征对自支撑金刚石膜性质的影响 被引量：3

15

作者 李成明 王李梅 +3 位作者 陈良贤 刘金龙 黑立富 吕反修 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期900-905,共6页

直流电弧等离子体喷射法制备自支撑金刚石膜时,电弧区域可分为弧心、弧干和弧边三个区域。本文运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、激光Raman光谱、正电子湮没寿命谱(PAL)和力学性能实验机研究了同一块自支撑金刚石膜不同区域的... 直流电弧等离子体喷射法制备自支撑金刚石膜时,电弧区域可分为弧心、弧干和弧边三个区域。本文运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、激光Raman光谱、正电子湮没寿命谱(PAL)和力学性能实验机研究了同一块自支撑金刚石膜不同区域的生长面形貌、晶体取向、内应力、空位缺陷和断裂强度。结果表明:随着与直流电弧等离子体弧心距离增加金刚石膜生长更稳定,(220)取向晶粒减少,平均空位缺陷减少,内应力和断裂强度呈现先增大后减小的趋势。 展开更多

关键词 直流电弧等离子体 区域电弧分布 自支撑金刚石膜

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用有限元模拟的方法研究大面积自支撑金刚石膜沉积过程中的热应力 被引量：2

16

作者 刘政 李成明 +5 位作者 牛得草 唐伟忠 陈广超 宋建华 佟玉梅 吕反修 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期345-349,355,共6页

建立了没有过渡层和有过渡层的有限元模型,对大面积自支撑金刚石膜沉积过程中的热应力进行了研究。分别计算了在常用金属材料钼、钨、镍作衬底和用镀有钛过渡层的钼作衬底的情况下,膜/衬底间的热应力分布情况。模拟与实验的结果表明,在... 建立了没有过渡层和有过渡层的有限元模型,对大面积自支撑金刚石膜沉积过程中的热应力进行了研究。分别计算了在常用金属材料钼、钨、镍作衬底和用镀有钛过渡层的钼作衬底的情况下,膜/衬底间的热应力分布情况。模拟与实验的结果表明,在大面积自支撑金刚石膜沉积过程中,采用镀有钛过渡层的钼作衬底有利于热应力的释放,从而可能制备出高质量的大面积无裂纹金刚石膜。 展开更多

关键词 有限元 热应力 钛过渡层 自支撑金刚石膜

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自支撑金刚石厚膜表面外延掺硼金刚石薄膜研究 被引量：2

17

作者 魏俊俊 李成明 +4 位作者 文星凯 张建军 刘金龙 陈良贤 黑立富 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3433-3438,共6页

采用微波等离子体化学气相沉积技术(MPCVD),在抛光厚度0.5 mm的高热导率自支撑金刚石厚膜表面沉积厚度10μm掺硼金刚石薄膜,通过热导率测试仪、扫描电子显微镜、激光拉曼光谱、X射线光电子能谱以及四探针仪等测试手段对材料的热导率、... 采用微波等离子体化学气相沉积技术(MPCVD),在抛光厚度0.5 mm的高热导率自支撑金刚石厚膜表面沉积厚度10μm掺硼金刚石薄膜,通过热导率测试仪、扫描电子显微镜、激光拉曼光谱、X射线光电子能谱以及四探针仪等测试手段对材料的热导率、形貌及微观质量、表面键合状态及导电性能等进行分析。结果表明,优化工艺后在自支撑金刚石厚膜表面外延形成了质量优异,结合力佳的掺硼金刚石薄膜,其电阻率最低为1.7×10^(-2)Ω·cm。同时,鉴于界面同质外延特性以及大尺寸晶粒特点,整体材料的热导率可高达1750 W/(m·K),显示这种层状复合材料良好的整体导热性能及表面导电性能。 展开更多

关键词 自支撑金刚石厚膜 掺硼金刚石薄膜 同质外延 热导率 电导率

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用镀有钛过渡层的钼衬底制备无裂纹自支撑金刚石膜 被引量：3

18

作者 李浩 李成明 +4 位作者 吕反修 唐伟忠 陈广超 鲍学进 刘政 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期164-169,共6页

为了解决金刚石膜脱膜开裂的问题,尝试了一种复合衬底,即镀有钛过渡层的钼衬底。利用直流等离子体喷射法在复合衬底上制备了不同厚度无裂纹的自支撑金刚石膜。用扫描电镜(SEM)、拉曼谱和X射线衍射表征金刚石膜的特征,并检测了其断裂强... 为了解决金刚石膜脱膜开裂的问题,尝试了一种复合衬底,即镀有钛过渡层的钼衬底。利用直流等离子体喷射法在复合衬底上制备了不同厚度无裂纹的自支撑金刚石膜。用扫描电镜(SEM)、拉曼谱和X射线衍射表征金刚石膜的特征,并检测了其断裂强度。结果表明,用复合衬底制备的金刚石膜在950℃具有最小半高宽,在实验温度下所获得的金刚石自支撑膜的断裂强度均超过了500MPa。 展开更多

关键词 金刚石膜 复合衬底 钛过渡层 直流等离子体喷射法 自支撑金刚石膜

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采用DC Arc Plasma JetCVD方法沉积微/纳米复合自支撑金刚石膜 被引量：3

19

作者 戴风伟 陈广超 +7 位作者 兰昊 J.Askari 宋建华 李成明 佟玉梅 李彬 黑立富 吕反修 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1200-1202,1208,共4页

在30kW级直流电弧等离子体喷射化学气相沉积(DC Arc P lasm a Jet CVD)设备上,采用Ar-H2-CH4混合气体,通过调节甲烷浓度以及控制其他沉积参数,在Mo衬底上沉积出微/纳米复合自支撑金刚石膜。实验表明,当微米金刚石膜层沉积结束后,在随后... 在30kW级直流电弧等离子体喷射化学气相沉积(DC Arc P lasm a Jet CVD)设备上,采用Ar-H2-CH4混合气体,通过调节甲烷浓度以及控制其他沉积参数,在Mo衬底上沉积出微/纳米复合自支撑金刚石膜。实验表明,当微米金刚石膜层沉积结束后,在随后的沉积中,随着甲烷浓度的增加,金刚石膜表面的晶粒大小是逐渐减小的。当甲烷浓度达到20%以上时,金刚石膜生长面晶粒呈现菜花状的小晶团,膜体侧面已经没有了粗大的柱状晶,而是呈现出光滑的断口,对该层进行拉曼谱分析显示,位于1145 cm-1附近有一定强度的散射峰出现。这说明所沉积的晶粒全部变为纳米级尺寸。 展开更多

关键词 直流电弧等离子体喷射化学气相沉积 微/纳米复合自支撑金刚石膜 二次形核 拉曼光谱

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自支撑金刚石膜冲蚀磨损研究 被引量：1

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作者 贺琦 张凤雷 +2 位作者 魏俊俊 郭会斌 吕反修 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2007年第4期8-12,共5页

在研制的高压气动冲蚀磨损实验系统中对自支撑金刚石膜(抛光和未抛光)的冲蚀磨损进行了研究。比较了冲蚀磨料(SiO2,Al2O3,SiC和玻璃珠)、冲蚀角度、冲蚀速度,以及冲蚀时间对冲蚀磨损率的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了冲蚀磨损后... 在研制的高压气动冲蚀磨损实验系统中对自支撑金刚石膜(抛光和未抛光)的冲蚀磨损进行了研究。比较了冲蚀磨料(SiO2,Al2O3,SiC和玻璃珠)、冲蚀角度、冲蚀速度,以及冲蚀时间对冲蚀磨损率的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了冲蚀磨损后金刚石膜表面形貌,对其进行了Raman光谱分析,并测定了抛光金刚石薄膜红外透过率的变化。结果表明,随冲蚀磨料硬度、冲蚀角度以及冲蚀速度的增加,自支撑金刚石膜的冲蚀磨损率增加。由于抛光和未抛光的金刚石薄膜表面形貌的差异,使得它们的冲蚀磨损率随冲蚀时间的变化过程不同。Raman光谱检测结果显示,由于冲蚀作用,金刚石膜表面部分碳的键合类型发生改变。冲蚀磨损使得抛光金刚石薄膜红外透过率降低,采用180目SiC磨料,在134 m/s的速度下冲蚀4 h,红外透过率降低约20%。 展开更多

关键词 自支撑金刚石膜 冲蚀磨损 冲蚀机理 冲蚀磨损率 红外透过率

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