熱絲輻射距離與甲烷濃度對(duì)CVD金剛石薄膜的影響

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時(shí)間：2024-08-18 17:35:14

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熱絲輻射距離與甲烷濃度對(duì)CVD金剛石薄膜的影響【摘要】：以H2和CH4作為反應(yīng)氣體,采用熱絲化學(xué)氣相沉積法(Hot filaments chemical vapor deposit

【摘要】：以H2和CH4作為反應(yīng)氣體,采用熱絲化學(xué)氣相沉積法(Hot filaments chemical vapor deposition,HFCVD),在WC-3%Co條狀平板上制備金剛石薄膜,利用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、激光拉曼光譜(Raman)和洛氏硬度儀分析薄膜的形貌、結(jié)構(gòu)、成分和附著性能,研究熱絲輻射距離和反應(yīng)氣體中甲烷的體積分?jǐn)?shù)對(duì)金剛石薄膜的影響。結(jié)果表明:熱絲輻射距離和甲烷體積分?jǐn)?shù)增加會(huì)使薄膜中金剛石相(sp3雜化)減少,且熱絲輻射距離和甲烷體積分?jǐn)?shù)顯著影響薄膜中sp2雜化碳相的種類和含量。當(dāng)熱絲輻射距離約為9～13 mm時(shí),薄膜的成分和結(jié)構(gòu)受熱絲輻射距離變化的影響較小;而在熱絲輻射距離在13～17 mm范圍內(nèi)時(shí),薄膜的成分和結(jié)構(gòu)受熱絲輻射距離的影響較大。壓痕測(cè)試表明在WC-3%Co硬質(zhì)合金基體上沉積的金剛石薄膜與基體的附著性能良好。 【作者單位】：中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;中南大學(xué)粉末冶金國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 金剛石薄膜 甲烷體積分?jǐn)?shù) 熱絲輻射距離 拉曼光譜 熱絲化學(xué)氣相沉積
【基金】：粉末冶金國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金資助項(xiàng)目(2008112048) 湖南省研究生創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目(1343-74236000005) 中南大學(xué)貴重儀器開(kāi)放共享基金資助項(xiàng)目(ZKJ2008001);中南大學(xué)優(yōu)秀博士論文扶持基金資助項(xiàng)目(2008yb015)
【分類號(hào)】：TB383.2
【正文快照】： 金剛石具有最高的硬度(10 000 HV)、最大的耐壓強(qiáng)度(110 GPa)以及最高的熱導(dǎo)率(2 200 W/(m·K))和低的滑動(dòng)摩擦因數(shù)(0.03)[1-2]。在硬質(zhì)合金工具表面制備金剛石涂層可顯著提高工具的使用壽命和改善加工性能,其市場(chǎng)潛力巨大,可用于加工非鐵合金和硬脆非金屬材料(如陶瓷、石墨

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