直流电弧等离子体喷射化学气相沉积高质量金刚石膜残余应力分布的拉曼谱分析(英文) 被引量：5

1

作者 杨胶溪 李成明 +4 位作者 陈广超 吕反修 唐伟忠 宋建华 佟玉梅 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期674-678,共5页

不同工艺条件下在钼衬底 (6 0mm)上用 10 0kW直流电弧等离子体喷射化学气相沉积设备进行金刚石膜的制备。金刚石膜用扫描电镜 (SEM)、拉曼谱 (激光激发波长为 4 88nm)和X射线衍射来表征。研究结果表明 ,在直流电弧等离子体喷射化学气... 不同工艺条件下在钼衬底 (6 0mm)上用 10 0kW直流电弧等离子体喷射化学气相沉积设备进行金刚石膜的制备。金刚石膜用扫描电镜 (SEM)、拉曼谱 (激光激发波长为 4 88nm)和X射线衍射来表征。研究结果表明 ,在直流电弧等离子体喷射化学气相沉积金刚石膜的过程中 ,内应力大小从金刚石膜的中央到边缘是增加的 ,并且应力形式是压应力。这说明了在金刚石膜中存在明显的应力不均。甲烷浓度和衬底温度都影响金刚石膜中的内应力。随着甲烷浓度和衬底温度的提高 ,金刚石膜中的内应力呈增加的趋势。 展开更多

关键词 直流电弧等离子体喷射化学气相沉积 金刚石膜 制备 扫描电镜 拉曼谱 X射线衍射 残余应力

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基于FLUENT软件直流电弧等离子体喷射法等离子体放电特征二维数值模拟 被引量：4

2

作者 郭建超 刘金龙 +5 位作者 闫雄伯 化称意 赵云 陈良贤 魏俊俊 李成明 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期312-318,共7页

直流电弧等离子体喷射法制备金刚石膜的过程中氩气主要起维持电弧放电作用,在一定程度上保证电弧放电的稳定性。本文利用自定义标量和自定义函数技术对FLUENT软件进行二次开发,在动量和能量守恒方程中添加相应电磁源项。对纯氩直流电弧... 直流电弧等离子体喷射法制备金刚石膜的过程中氩气主要起维持电弧放电作用,在一定程度上保证电弧放电的稳定性。本文利用自定义标量和自定义函数技术对FLUENT软件进行二次开发,在动量和能量守恒方程中添加相应电磁源项。对纯氩直流电弧等离子放电特征进行二维数值模拟,并经过实验验证后最终得到等离子体放电区域的温度、焦耳热、电流密度和速度等分布。模拟结果表明气压为1000 Pa工作电流为100 A条件下：氩等离子体最高温度和最大速度达到11000K和340 m/s,且均出现在阴极尖端位置附近;较强的外侧气流使阳极斑点稳定维持在阳极内侧下边缘位置,其附近等离子体温度在9000 K左右;基体表面附近等离子体温度受到焦耳热分布和阴极高温射流共同作用,维持在3000～4000 K。 展开更多

关键词 直流电弧等离子体喷射 数值模拟 等离子体放电 FLUENT

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直流喷射电弧等离子体制备金刚石单晶的研究 被引量：3

3

作者 李彬 闫占奇 +4 位作者 李浩 韩晓泉 吕反修 陈广超 李宏 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期279-283,共5页

通过利用光发射谱技术,探测了大功率直流喷射电弧等离子体增强化学气相沉积方法中沉积区域的气相激元分布,进而优选了金刚石生长的位置。在沉积过程中,不断使衬底做背向等离子体的运动,实现了大颗粒金刚石的连续生长,颗粒尺寸达到约1 mm... 通过利用光发射谱技术,探测了大功率直流喷射电弧等离子体增强化学气相沉积方法中沉积区域的气相激元分布,进而优选了金刚石生长的位置。在沉积过程中,不断使衬底做背向等离子体的运动,实现了大颗粒金刚石的连续生长,颗粒尺寸达到约1 mm3。采用劳厄背反射X射线衍射测试技术和拉曼谱技术,对所制备的样品进行了测试,结果表明:所制备的颗粒为金刚石单晶。对于大尺寸衬底,研究了背向运动速度对沉积晶体的形貌和质量的影响,发现了ATG型不稳定形貌。 展开更多

关键词 直流喷射电弧 等离子体 化学气相沉积 金刚石单晶

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加氮对直流电弧等离子体喷射金刚石膜生长、形貌和质量的影响 被引量：2

4

作者 杨胶溪 张恒大 +4 位作者 李成明 陈广超 吕反修 唐伟忠 佟玉梅 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期386-392,共7页

利用直流等离子体喷射化学气相沉积法制备掺氮的金刚石厚膜。本文研究了在甲烷 /氩气 /氢气中加入氮气对金刚石膜生长、形貌和质量的影响。反应气体的比例由质量流量计控制 ,在固定氢气 (5 0 0 0sccm)、氩气(30 0 0sccm)、甲烷 (10 0sc... 利用直流等离子体喷射化学气相沉积法制备掺氮的金刚石厚膜。本文研究了在甲烷 /氩气 /氢气中加入氮气对金刚石膜生长、形貌和质量的影响。反应气体的比例由质量流量计控制 ,在固定氢气 (5 0 0 0sccm)、氩气(30 0 0sccm)、甲烷 (10 0sccm)流量的情况下改变氮气的流量 ,即反应气体中氮原子和碳原子的变化比例 (N/C比 )范围是从 0 .0 6到 0 .6 8。同时金刚石膜在固定的腔体压力 (4kPa)和衬底温度 (80 0℃ )下生长。金刚石膜用扫描电镜(SEM)、拉曼谱和X射线衍射表征。结果表明 ,氮气在反应气体中的大量加入对直流等离子体喷射制备金刚石膜的形貌、生长速率、晶体取向、成核密度等有非常显著的影响。 展开更多

关键词 氮 直流电弧等离子体 喷射 金刚石膜 生长 形貌 质量 晶体取向 成核密度 钼

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直流电弧等离子体喷射制备碳纤维及其结构的研究

5

作者 付春生 朱鹤孙 +6 位作者 唐光诗 赵清华 解思深 王刚 李文治 周维亚 赵日安 《高技术通讯》 CAS CSCD 1996年第4期21-23,共3页

采用直流电弧等离子体喷射的方法制备碳纤维，用甲烷作为碳源。所制备的碳纤维呈现象牙棒状，顺着等离子体炬的方向生长。同时报导了一些新结构。

关键词 碳纤维 直流电弧 等离子体喷射

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直流电弧等离子体喷射法制备氮化碳薄膜研究 被引量：3

6

作者 孟兆升 相炳坤 +4 位作者 王仕杰 李文帅 熊鹰 解晖 余琦佩 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期3068-3073,共6页

以H2、N2和CF4气体为前驱体,用直流电弧等离子体喷射设备在不同基底温度条件下于钼/金刚石过渡层基底上制备了氮化碳薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对表面形貌和组织成分进行了表征。结果表明,当基底温... 以H2、N2和CF4气体为前驱体,用直流电弧等离子体喷射设备在不同基底温度条件下于钼/金刚石过渡层基底上制备了氮化碳薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对表面形貌和组织成分进行了表征。结果表明,当基底温度为900℃时,所沉积材料已初具晶型;所沉积材料含有α-C3N4和β-C3N4相成分。同时,提出在金刚石表面制备氮化碳时金刚石相刻蚀和氮化碳相生长同时进行的模型,较好地解释了不同基底温度条件下的膜材料沉积现象。 展开更多

关键词 氮化碳 直流电弧等离子体喷射 沉积 刻蚀

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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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直流电弧等离子体喷射法制备金刚石涂层拉拔模具 被引量：5

8

作者 崔玉明 李国华 姜龙 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2019年第6期25-29,共5页

线材拉拔加工正向精密、高速、低耗、高生产效率方向发展,金刚石涂层拉拔模具是最受用户青睐的产品之一。在综述直流电弧等离子体喷射技术制备金刚石涂层拉拔模具方法的基础上,利用洛氏硬度计、表面粗糙度轮廓测量仪、拉曼光谱仪和光学... 线材拉拔加工正向精密、高速、低耗、高生产效率方向发展,金刚石涂层拉拔模具是最受用户青睐的产品之一。在综述直流电弧等离子体喷射技术制备金刚石涂层拉拔模具方法的基础上,利用洛氏硬度计、表面粗糙度轮廓测量仪、拉曼光谱仪和光学显微镜进行涂层质量检测。检测结果显示:金刚石涂层的纯度和厚度均匀性均较好;在1470 N载荷下薄膜压痕的边缘区域无严重裂纹及薄膜脱落现象,其表面粗糙度R a平均值为18 nm。 展开更多

关键词 直流电弧等离子体喷射法 拉拔模具 金刚石涂层

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小功率电弧等离子体发动机试验及性能分析 被引量：5

9

作者 汤海滨 张正科 +1 位作者 刘宇 戴梧叶 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期233-236,244,共5页

电弧等离子体发动机 (Arcjet)因其高比冲、高推力 功率比等特点成为当前国际上电火箭研究和应用的热点。介绍了小功率Arcjet实验研究系统的主要组成 ,分析了实验方案 ,对 4种不同结构尺寸的发动机进行了性能实验 ,给出初步的发动机工... 电弧等离子体发动机 (Arcjet)因其高比冲、高推力 功率比等特点成为当前国际上电火箭研究和应用的热点。介绍了小功率Arcjet实验研究系统的主要组成 ,分析了实验方案 ,对 4种不同结构尺寸的发动机进行了性能实验 ,给出初步的发动机工作性能参数及实验结果分析。实验结果表明小喷管喉径及氮作为推进剂的发动机性能较好。所得结论对小功率Arcjet发动机的优化设计具有参考价值。 展开更多

关键词 电弧喷射发动机 等离子体发动机 发动机试验 性能分析 小功率 火箭

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直流电弧等离子体CVD金刚石膜工艺参数优化 被引量：3

10

作者 张鬲君 苗晋琦 钟国防 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2008年第3期70-73,共4页

为了研究工艺对CVD金刚石膜生长的影响,本文采用电镜、激光Raman谱分析等手段研究工艺参数对CVD金刚石膜生长速率和生长质量的影响。结果显示：金刚石薄膜的生长速率随甲烷浓度（3%-10%）、基片温度（800-1200℃）的增加而增加,随工作... 为了研究工艺对CVD金刚石膜生长的影响,本文采用电镜、激光Raman谱分析等手段研究工艺参数对CVD金刚石膜生长速率和生长质量的影响。结果显示：金刚石薄膜的生长速率随甲烷浓度（3%-10%）、基片温度（800-1200℃）的增加而增加,随工作气压的升高先是增加,而后降低,峰值在15-20 kPa处。金刚石薄膜中非金刚石碳的相对含量先随基片温度的增加逐渐降低,在1080-1100℃达到最小值以后又开始急剧增加,膜的质量（结晶形态好和非金刚石碳的相对含量少）在1080-1100℃处达到最佳。 展开更多

关键词 直流电弧等离子体喷射 化学气相沉积 金刚石膜 工艺参数

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直流电弧等离子体喷射化学气相沉积法制备金刚石膜过程中冷阱的设计及作用 被引量：1

11

作者 陈良贤 邵思武 +8 位作者 刘鹏 安康 郑宇亭 黄亚博 白明洁 张建军 刘金龙 魏俊俊 李成明 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2022年第2期150-155,共6页

首先,介绍直流电弧等离子体喷射化学气相沉积法的原理以及气体循环系统的设计和其优缺点;其次,详细介绍冷阱系统的设计及其工作原理;最后,使用拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱与光致发光光谱对比添加冷阱系统前后的金刚石薄膜的质量。结... 首先,介绍直流电弧等离子体喷射化学气相沉积法的原理以及气体循环系统的设计和其优缺点;其次,详细介绍冷阱系统的设计及其工作原理;最后,使用拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱与光致发光光谱对比添加冷阱系统前后的金刚石薄膜的质量。结果表明:冷阱系统可以有效过滤循环气路中的热油气,避免杂质的掺入;在添加冷阱系统后,金刚石膜内掺入的杂质减少,金刚石拉曼峰半高宽降低到6.76 cm^(−1),接近于Ib型单晶金刚石的,且自支撑金刚石膜的晶体质量明显提高,光学透过率提升较大,在10.6μm波长处达到68.4%。 展开更多

关键词 直流电弧等离子体喷射化学气相沉积法 金刚石膜 循环系统 冷阱

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大面积光学级金刚石自支撑膜研究进展 被引量：33

12

作者 吕反修 唐伟忠 +2 位作者 李成明 陈广超 佟玉梅 《红外技术》 CSCD 北大核心 2003年第4期1-7,共7页

大面积光学级金刚石自支撑膜的制备和加工是近年来在CVD金刚石研究领域的最重要的技术进展之一。综述了北京科技大学近年来在CVD金刚石膜光学应用领域的研究进展。给出了采用高功率直流电弧等离子体喷射 (DCArcPlasmaJet)CVD工艺制备大... 大面积光学级金刚石自支撑膜的制备和加工是近年来在CVD金刚石研究领域的最重要的技术进展之一。综述了北京科技大学近年来在CVD金刚石膜光学应用领域的研究进展。给出了采用高功率直流电弧等离子体喷射 (DCArcPlasmaJet)CVD工艺制备大面积光学级金刚石自支撑膜的研究结果 ,并报道了对所制备的光学级金刚石自支撑膜的光学、力学 (机械 )、热学和微波介电性能的最新研究结果。 展开更多

关键词 光学级金刚石 自支撑膜 高功率直流电弧等离子体喷射 光学性能 热学性能 机械性能 微波介电性能

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金刚石涂层游动芯头制备及其在铜管生产中的应用

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作者 崔玉明 王勇 +2 位作者 李国华 姜龙 董旺 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2024年第4期456-462,共7页

通过沉积方式和旋转装置设计,采用直流电弧等离子体喷射法在硬质合金游动芯头表面均匀沉积金刚石涂层,并利用白光干涉仪、扫描电子显微镜、Raman光谱仪和压痕法对涂层的表面粗糙度、形貌、质量均匀性和膜–基附着力等进行测试分析。结... 通过沉积方式和旋转装置设计,采用直流电弧等离子体喷射法在硬质合金游动芯头表面均匀沉积金刚石涂层,并利用白光干涉仪、扫描电子显微镜、Raman光谱仪和压痕法对涂层的表面粗糙度、形貌、质量均匀性和膜–基附着力等进行测试分析。结果表明:金刚石涂层抛光后的表面平均粗糙度S_(a)为76.4 nm,金刚石涂层脱落位置到压痕中心的平均距离为287.9μm,且各位置的金刚石涂层厚度均匀性和质量均较好。将制备的金刚石涂层游动芯头应用于高精度精密铜管生产线中,与硬质合金游动芯头对比,其在降低劳动强度、保证铜管一致性和延长芯头使用寿命方面都有显著效果。 展开更多

关键词 铜管 直流电弧等离子体喷射法 游动芯头 金刚石涂层

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大面积球面金刚石膜的均匀沉积研究 被引量：7

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作者 相炳坤 左敦稳 +2 位作者 李多生 陆海泉 陈荣发 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期33-38,共6页

利用直流电弧等离子体喷射法沉积装置在底径65 mm、高5 mm的Mo球面衬底上制备出厚度大于500μm金刚石膜。用千分尺测量膜径向厚度以判断膜厚均匀性,用SEM观察膜的表面形貌,用拉曼谱仪测量膜的表面纯度,通过分析电镜形貌和拉曼谱峰的... 利用直流电弧等离子体喷射法沉积装置在底径65 mm、高5 mm的Mo球面衬底上制备出厚度大于500μm金刚石膜。用千分尺测量膜径向厚度以判断膜厚均匀性,用SEM观察膜的表面形貌,用拉曼谱仪测量膜的表面纯度,通过分析电镜形貌和拉曼谱峰的分布特点来判断金刚石膜的质量均匀性。结果表明,在优化工艺条件下,直流电弧等离子体喷射法设备可以在球面Mo衬底上生长出厚度和质量都比较均匀的半透光的自支撑球面金刚石厚膜。 展开更多

关键词 金刚石膜 直流电弧等离子体喷射法 均匀性 SEM 拉曼

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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

15

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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单晶MgO纳米带的生长特性和发光性能 被引量：1

16

作者 李明吉 王秀锋 +3 位作者 李红姬 吴小国 曲长庆 杨保和 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1199-1205,共7页

本文采用直流电弧等离子体喷射化学气相沉积法（DC Arc Plasma Jet CVD）．在氢气和氩气的高温等离子体作用下直接分解硝酸镁，在Mo衬底上制备了单晶MgO纳米带，并采用SEM、TEM及XRD等测试手段进行了形貌与结构表征,研究了生长时间对Mg... 本文采用直流电弧等离子体喷射化学气相沉积法（DC Arc Plasma Jet CVD）．在氢气和氩气的高温等离子体作用下直接分解硝酸镁，在Mo衬底上制备了单晶MgO纳米带，并采用SEM、TEM及XRD等测试手段进行了形貌与结构表征,研究了生长时间对MgO纳米带形貌的影响。结果表明，生长时间为0．5min时，生长出顶部带有Mo纳米颗粒的“蝌蚪状”MgO纳米带,而整个纳米结构被较多的非晶MgO覆盖；当生长时间增加到2min时，顶部的Mo纳米颗粒几乎脱落,同时长出若干个纳米带．形成“树枝状”；生长时间进一步增加到5min时，形成完整的“带状”,其宽度约30-50nm：而生长时间达到12min时,纳米带又转变为“棒状”。机理分析表明，Mo催化VLS生长模式和VS生长模式共同作用下生长了MgO纳米带。另外,通过FTIR谱结合PL谱分析了缺陷及其引起的光致发光性能。由于MgO纳米带存在低配位氧离子（O_LC2-）空位等结构缺陷．具有紫蓝发光特性，而随着生长时间的增加，结构缺陷变少，随之紫蓝发射峰强度变弱。本文首次采用该方法制备了单晶MgO纳米带,该方法工艺简单，生长速率快,是非常经济、有效和环境友好的方法。 展开更多

关键词 直流电弧等离子体喷射CVD MGO 纳米带 光致发光

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薄膜光学理论与膜系设计

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《中国光学》 EI CAS 2003年第3期56-59,共4页

O484.1//TN304.055 2003032028CVD金刚石膜中的缺陷=Defects in CVD diamond films[刊,中]/张恒大(北京科技大学材料科学与工程学院.北京(100083)),刘敬明…∥北京科技大学学报.—2002,24(4).—426-428研究了利用直流电弧等离子体喷射(D... O484.1//TN304.055 2003032028CVD金刚石膜中的缺陷=Defects in CVD diamond films[刊,中]/张恒大(北京科技大学材料科学与工程学院.北京(100083)),刘敬明…∥北京科技大学学报.—2002,24(4).—426-428研究了利用直流电弧等离子体喷射(DC Arc PlasmaJet)制备的大面积金刚石膜中的缺陷问题。研究表明:金刚石膜中的缺陷包括表面缺陷、晶内缺陷和晶界缺陷,以及由于内应力产生的金刚石膜宏观和微观裂纹。金刚石膜中的缺陷与制备工艺参数有密切关系。 展开更多

关键词 大面积金刚石膜 发光薄膜 人工晶体 材料科学 制备工艺参数 直流电弧等离子体喷射 毫米波 凝胶法 衬底 表面缺陷

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光学薄膜参数测试

18

《中国光学》 EI CAS 2001年第3期74-75,共2页

O484.5 2001031991一种估算热导率的方法=Method of estimatingthermal conductivity[刊,中]/罗廷礼,张永贵,何奇宇,王志娜,蔡云虹,郭浑,孙振路(河北省科学院中试基地.河北,石家庄(050081))∥人工晶体学报.-2000,29(3).-296-299介绍了... O484.5 2001031991一种估算热导率的方法=Method of estimatingthermal conductivity[刊,中]/罗廷礼,张永贵,何奇宇,王志娜,蔡云虹,郭浑,孙振路(河北省科学院中试基地.河北,石家庄(050081))∥人工晶体学报.-2000,29(3).-296-299介绍了一种通过热导率和X衍射晶面图间相关性估算直流电弧等离子体喷射化学气相沉积金刚石膜径向热导率的方法。该方法需满足的条件为(111) 展开更多

关键词 热导率 直流电弧等离子体喷射 化学气相沉积 人工晶体 中试基地 金刚石膜 相关性 聚合物薄膜 吸收系数 线性电光系数

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