HFCVD法制備金剛石薄膜

1HFCVD法制備金剛石薄膜胡衎

蘇峰王智文

胡巍巍王仲濤張彧周傲鞠江偉內(nèi)容金剛石薄膜簡介HFCVD法制備金剛石薄膜結(jié)構(gòu)及性能分析小結(jié)2簡介金剛石薄膜的許多優(yōu)異性能是其它材料所無法比擬的，它具有天然金剛石般的硬度和彈性模量，極高的熱導(dǎo)率，非常好的化學(xué)穩(wěn)定性，以及優(yōu)越的光學(xué)特性，在很寬的光波范圍內(nèi)透明，并具有很高的折射率，另外它的禁帶寬度高，介電常數(shù)非常低。這些優(yōu)良的特性使它被廣泛用于工具涂層、半導(dǎo)體制造及光學(xué)窗口等領(lǐng)域。34金剛石薄膜的合成方法碳的平衡相圖5各種化學(xué)氣相沉積方法的比較67優(yōu)點(diǎn)反應(yīng)過程8反應(yīng)氣體過飽和的活性基團(tuán)熱、光子等離子表面反應(yīng)H氣化或溶解金剛石石墨CH4/H2H,CH3,CH2,C2H29實(shí)驗(yàn)裝置襯底預(yù)處理：

劃痕

研磨結(jié)構(gòu)及性能分析10金剛石薄膜的SEM圖金剛石薄膜的AFM圖11金剛石薄膜的拉曼光譜金剛石薄膜的XRD圖譜12不同工藝參數(shù)下樣品的透射光譜(a)碳源濃度(b)反應(yīng)室壓強(qiáng)(c)襯底溫度(d)生長時(shí)間沉積參數(shù)數(shù)值碳源濃度2%反應(yīng)室壓強(qiáng)/kPa2.4襯底溫度/℃750沉積時(shí)間/h113工件材料：石墨切削速度：15500r/min進(jìn)給量：2000mm/min切削深度：0.2mm硬質(zhì)合金銑刀在加工過程中的后刀面磨損金剛石薄膜涂層銑刀在加工過程中的后刀面磨損小結(jié)采用AFM、激光拉曼光譜儀和XRD對金剛石膜表面形貌、成分和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，表明HFCVD法制備的薄膜金剛石成分含量高，晶粒清晰均勻。采用傅立葉紅外光譜儀對金剛石膜紅外透射率進(jìn)行了測量,工藝參數(shù)為碳源濃度2%，反應(yīng)室壓強(qiáng)2.4kPa，襯底溫度750℃，生長時(shí)間1h時(shí)樣品紅外透射率良好，在波數(shù)為2800～3500cm-1時(shí)透射率超過60%；在硬質(zhì)合金銑刀表面沉積一層金剛石薄膜能夠有效地增強(qiáng)其耐磨性。在加工石墨的試驗(yàn)中，經(jīng)過88米的銑削后，金剛石薄膜涂層刀具的后刀面磨損寬度仍不到30μm，僅為未涂層硬質(zhì)合金銑刀的一半左右。14參考文獻(xiàn)梁繼然，常明，潘鵬，熱絲CVD法制備金剛石膜[J],天津理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005,21(1):41-43;任瑛，熱絲化學(xué)氣相沉積法制備納米金剛石薄膜[D],大連：大連理工大學(xué)，2009，20-22；SarangiSK，ChattopadhyayA，ChattopadhyayAK．”

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