用甲烷制金刚石薄膜

以H2和CH4的混合气体为气源,用微波等离子体辅助化学气相沉积法(MPECVD)在1cm×,1cmSi(100)基体上沉积了金刚石薄膜。研究了不同的甲烷浓度对金刚石薄膜(100)织构生长趋势的影响。分别采用扫描电子显微镜(SEM),Raman光谱对金刚石膜的表面形貌、质量进行了分析。结果表明,当基体温度为750℃,气压为4.8×10^3Pa,甲烷浓度为1.4%时,薄膜表面为(100)织构。

维普资讯

第 3卷第 1 5 0期20 0 6年 1 0月

应

用

化

工

V0. 5 No 1 13 . 0 Oc . 0 6 t2 0

Ap l d C e c lI d sr p i h mia n u t e y

甲烷浓度对金刚石薄膜 (0 )构生长的影响 10织曹菊琴，汪建华，满卫东，熊礼威(湖北省等离子体化学与新材料重点实验室，湖北武汉 4 07 ) 30 3

摘

要：以和 c的混合气体为气源， H用微波等离子体辅助化学气相沉积法 ( E V在 1 mx1 m S(0 ) MP C D) ,a i 10 a

基体上沉积了金刚石薄膜。研究了不同的甲烷浓度对金刚石薄膜 (0 ) 10织构生长趋势的影响。分别采用扫描电子

显微镜 (E,a a光谱对金刚石膜的表面

以H2和CH4的混合气体为气源,用微波等离子体辅助化学气相沉积法(MPECVD)在1cm×,1cmSi(100)基体上沉积了金刚石薄膜。研究了不同的甲烷浓度对金刚石薄膜(100)织构生长趋势的影响。分别采用扫描电子显微镜(SEM),Raman光谱对金刚石膜的表面形貌、质量进行了分析。结果表明,当基体温度为750℃,气压为4.8×10^3Pa,甲烷浓度为1.4%时,薄膜表面为(100)织构。

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第 3卷第 1 5 0期20 0 6年 1 0月

应

用

化

工

V0. 5 No 1 13 . 0 Oc . 0 6 t2 0

Ap l d C e c lI d sr p i h mia n u t e y

甲烷浓度对金刚石薄膜 (0 )构生长的影响 10织曹菊琴，汪建华，满卫东，熊礼威(湖北省等离子体化学与新材料重点实验室，湖北武汉 4 07 ) 30 3

摘

要：以和 c的混合气体为气源， H用微波等离子体辅助化学气相沉积法 ( E V在 1 mx1 m S(0 ) MP C D) ,a i 10 a

基体上沉积了金刚石薄膜。研究了不同的甲烷浓度对金刚石薄膜 (0 ) 10织构生长趋势的影响。分别采用扫描电子

显微镜 (E,a a光谱对金刚石膜的表面

化学气相沉积金刚石薄膜及其应用进展

摘要：化学气相淀积是近几十年发展起来的制备无机材料的新技术。化学气相

淀积法已经广泛用于提纯物质、研制新晶体、淀积各种单晶、多晶或玻璃态无机薄膜材料。本文简单综述了化学气相淀积金刚石薄膜，又简单介绍了金刚石薄膜在各工业领域内的应用进展情况，并对其发展前景作了展望。

关键词：金刚石薄膜 热灯丝CVD法 微波等离子体CVD法

前言 金刚石在所有已知物质中具有最高的硬度，室温下有最高的热导率，对

光线而言从远红外区到深紫外区完全透明，有最低的可压缩性，极佳的化学惰性，其生物兼容性超过了钛合金等等。然而由于天然金刚石数量稀少，价格昂贵，尺寸有限等因素，人们很难利用金刚石的上述优异的性能。根据天然金刚石存在的事实以及热力学数据，人们一直想通过碳的另一同素异形体——石墨来合成金刚石。但由于金刚石与石墨之间存在着巨大的能量势垒，要将石墨转化为金刚石，必须使用高温高压技术来人工合成，使得人工高温高压合成的金刚石价格昂贵。

20世纪80年代初开发的化学气相沉积(CVD)制备的金刚石薄膜，不仅成本低，质量高，而又可大面积制备，使人们大规模应用金刚石优异性质的愿望，通过CVD法合成金刚石薄膜得以实现。金刚石膜具有极其优异的物理

热丝化学气相沉积

大连理工大学

硕士学位论文

热丝化学气相沉积法制备纳米金刚石薄膜

姓名：任瑛

申请学位级别：硕士

专业：材料学

指导教师：张贵锋

20090601

热丝化学气相沉积

大连理工大学硕士学位论文

摘要

采用热丝化学气相沉积（ＨＦＣＶＤ）法，以ＣＨ棚２混合物气体为气源，通过改变沉积气压、甲烷浓度、添加不同浓度的氩气及施加负脉冲偏压，在（１００）单晶硅、不锈钢及钛片上，沉积了纳米金刚石（ＮＣＤ）薄膜。利用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、原子力显微镜（ＡＦＭ）、Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）、拉曼光谱仪（Ｒａｍａｎ）及透射电镜（ＴＥＭ）对金刚石薄膜的表面形貌和结构特征进行分析。

实验结果表明：晶粒尺寸随着沉积气压的降低而减小。金刚石的（１１１）、（２２０）、（３１１）ＸＲＤ衍射峰强度也逐渐减弱。当气压为２ｘ１０３Ｐａ时，制备的薄膜具有纳米金刚石的结构特征，表现为１３３０ｃｍ。１附近出现金刚石特征拉曼峰，１５８０ｃｍ。１附近存在石墨特征峰，且１１５０ｃｍ‘１处出现微弱的散射峰。在Ｃ啪混合气体中加入氩气，随着氩气浓度的增大，薄膜的晶粒尺寸逐渐减小。当氩气浓度为９８％时，高分辨电子显微照片及电子衍射谱分析，发现薄膜含有纳米金刚石颗粒及一定量的非晶碳相。同时发现，晶粒细化导致薄膜内

热丝化学气相沉积

大连理工大学

硕士学位论文

热丝化学气相沉积法制备纳米金刚石薄膜

姓名：任瑛

申请学位级别：硕士

专业：材料学

指导教师：张贵锋

20090601

热丝化学气相沉积

大连理工大学硕士学位论文

摘要

采用热丝化学气相沉积（ＨＦＣＶＤ）法，以ＣＨ棚２混合物气体为气源，通过改变沉积气压、甲烷浓度、添加不同浓度的氩气及施加负脉冲偏压，在（１００）单晶硅、不锈钢及钛片上，沉积了纳米金刚石（ＮＣＤ）薄膜。利用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、原子力显微镜（ＡＦＭ）、Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）、拉曼光谱仪（Ｒａｍａｎ）及透射电镜（ＴＥＭ）对金刚石薄膜的表面形貌和结构特征进行分析。

实验结果表明：晶粒尺寸随着沉积气压的降低而减小。金刚石的（１１１）、（２２０）、（３１１）ＸＲＤ衍射峰强度也逐渐减弱。当气压为２ｘ１０３Ｐａ时，制备的薄膜具有纳米金刚石的结构特征，表现为１３３０ｃｍ。１附近出现金刚石特征拉曼峰，１５８０ｃｍ。１附近存在石墨特征峰，且１１５０ｃｍ‘１处出现微弱的散射峰。在Ｃ啪混合气体中加入氩气，随着氩气浓度的增大，薄膜的晶粒尺寸逐渐减小。当氩气浓度为９８％时，高分辨电子显微照片及电子衍射谱分析，发现薄膜含有纳米金刚石颗粒及一定量的非晶碳相。同时发现，晶粒细化导致薄膜内

涂层金刚石刀具综述

1 引言

随着汽车、航空和航天等工业的发展，有色金属及合金、纤维增强塑料、纤维增强金属以及石墨、陶瓷等新型先进材料越来越多的应用到这些工业产品中，这对机械加工提出了高效率，高精度等要求，普通刀具已经不能满足需求，而迫切需要一种耐磨性更高、能稳定实现高精、高效、寿命更长的超硬刀具。金刚石涂层刀具因其具有十分接近天然金刚石的硬度和耐磨性、高的弹性模量、极高的热导率、良好的自润滑性和化学稳定性等优异性能，成为加工难加工材料的理想刀具。

化学气相沉积（CVD）金刚石问世于20世纪80年代初[1]，1987年美国的Crystallume公司率先在CZ硬质合金刀片上沉积金刚石涂层。1995年瑞士的Sandvik公司与美国的Balzers AG公司合作建立了一条金刚石涂层生产线。1997年日本的刀具公司在北京展出了他们的金刚石涂层刀具。目前，国外已有金刚石涂层的丝锥、钻头、绞刀、立铣刀及可转位刀片等产品出售[2]，很多公司推出了自己的金刚石涂层产品，并且一些产品已进入了商品化阶段，如美国的Norton公司、SP3公司，欧洲的Balzers公司、Cemen Cone公司、Sandivik公司、美国诺顿公司等。图1.1为国外生产的金刚石涂层

金刚石锯片制备流程

作者：湖北银天锯业

金刚石锯片制备流程

金刚石锯片的制备流程 1.金刚石锯片基体去油 2.金刚石锯片焊接工艺 3.金刚石锯片焊接强度检测 4.金刚石锯片水平度检测 5.金刚石锯片抛光打磨 6.金刚石锯片开刃 7.金刚石锯片喷漆处理 8.金刚石锯片成型 9.金刚石锯片激光打标

金刚石锯片制备流程

金刚石锯片的制备流程 10.金刚石锯片塑封 11.金刚石锯片打包 12.金刚石锯片包装后形态 13.金刚石锯片装车发货 14.金刚石锯片发货出厂

形核密度对金刚石薄膜表面形貌及其质量的影响

在2kW 微波等离子体化学气相沉积( MPCVD) 装置中，采用

CH4和H2作气源，在最佳生长工艺参数条件下，可重复制备出高质量的金刚石薄膜。金刚石薄膜晶粒表面平滑，无二次形核，晶粒取

向单一，薄膜致密性好，而且金刚石拉曼峰的半高宽( FWHM) 为7.5 cm-1 左右，接近异质外延CVD 金刚石膜中F

WHM 的最小值。在研究中用硅片做基底，分别在不同形核密度条件下进行金刚石薄膜的生长，从而进行形核密度对金刚石薄膜质量，

晶粒取向以及薄膜表面形貌影响的研究。研究结果表明在合适的生长条件下，形核密度对金刚石薄膜的表面形貌影较小，但对其质量有一

定的影响。 1、引言 金刚石薄膜具有硬度高、热导性好、热膨胀系数小、声传播速度快以及禁带宽度大、摩擦系数低、抗腐ccw,武动乾坤 ,

蚀性好等一系列优异的物理化学性能，使得在机械、光学、微电子、生物医学、航天航空、核能等许多高新技术领域有着广阔的应用前景

。化学气相沉积(CVD) 的金刚石因与天然金刚石具有相近的优异性能，从而受到各领域的广泛关注。目前，人们对金刚石异质外延

生长的薄膜进行了广泛的研究，在低压气相合成金刚石薄膜方法中微波等离子体化学气相沉积法( MPCVD)

前言

1.金刚石的性质和用途。

金刚石是一种在机械、热学、光学、化学、电子学等方面具有极限性能的特殊材料。图1为金刚石的空间晶格的一个晶胞。与其他材料相比，金刚石具有最大的原子密度（176 atoms/nm3），最大可能的单位原子共价键数目（4），极强的原子键合能（）。这使得金刚石具有许多极限性质：最高硬度，最高热导率，最高传声速度，最宽透光波段，抗强酸强碱腐蚀，抗辐射，击穿电压高，介电常数小，载流子迁移率大，既是电的绝缘体，又是热的良导体，而掺杂后又可成为卓越的P型或N型半导体。

图1 立方金刚石的晶胞空间结构示意图

人造金刚石的应用领域十分广泛，几乎涉及国计民生的各个领域，小到家庭装修，大到微电子及航空航天等高技术领域。金刚石的推广应用在光学玻璃冷加工、地质钻探、陶瓷、汽车零件等机械加工，金属拉丝等方面引起了个革命性的工艺改革。表1列出了金刚石的一些极限性能和用途。

表1 金刚石的一些极限性能和用途

性能应用

2．人造金刚石合成的历史

由于金刚石的优越性质，长期以来它一直成为人们感兴趣的研究对象。早在

1772年，法国化学家Antoine L. Lavoisier发现金刚石燃烧的产物是CO

，1792

2

年，S. Tennan发现金刚石是碳的一种结晶形态。从

类金刚石薄膜

C/C多层类金刚石薄膜的热稳定性研究

沟引宁1,2 黄 楠1* 孙 鸿1

(11西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室,四川省人工器官表面工程重点实验室 成都 610031;

21重庆工学院材料科学与工程学院 重庆 400050)

ThermalStabilityofC/CMulti2Layers

GouYinning1,2,HuangNan1*,SunHong1

(11SichuanKeylaboratoryofSurfaceEngineeringofArtificialOrgans,KeyLaboratoryofAdvancedTechnologiesofMaterials,MinistryofEducation,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China;21SchoolofScienceandEngineering,ChongqingInstituteofTechnology,Chongqing400050,China)

Abstract Thediamond2likecarbon(DLC)multilayersweregrownbyfilteredcathodicvacuumarc