金剛石薄膜復(fù)合窗口材料的研究現(xiàn)狀

本文以氫氣和丙酮為原料,采用電子增強熱絲cvd法,在硅片(100)基體上沉積一層金剛石薄膜,并采用光刻法和濕式各向異性刻蝕技術(shù)制備出金剛石薄膜自支撐窗口試樣。實驗結(jié)果表明,所制備的金剛石薄膜自支撐窗口刻蝕徹底,形狀規(guī)則,能夠很好地滿足鼓泡法的實驗要求,對cvd金剛石薄膜力學(xué)性能的測量具有重要意義。

針對cvd金剛石在微波管中的應(yīng)用特點,提出一種金剛石膜表面金屬化新工藝。該工藝采用ti/mo/ni體系和磁控濺射鍍膜方法,與無氧銅焊接獲得了良好的接合性能,封接件平均抗拉強度大于113.7mpa。x射線衍射分析證實:經(jīng)820℃真空熱處理,金剛石與鈦膜界面形成ti8c5和tio。

利用脈沖真空電弧離子鍍技術(shù)在3cr13不銹鋼基底上制備類金剛石(dlc)薄膜,采用x射線光電子能譜技術(shù)分析dlc薄膜中sp3鍵及sp2鍵含量和組分.采用顯微硬度計測試了薄膜的顯微硬度,利用掃描電鏡測試了膜的表面形貌.劃痕儀測試了薄膜與不銹鋼基底的結(jié)合強度.結(jié)果表明:所鍍制的類金剛石薄膜品質(zhì)優(yōu)良,類金剛石中sp3鍵含量較高,sp3/sp2=1.63,具有良好的表面形貌,在不銹鋼上沉積dlc膜后明顯提高了不銹鋼的硬度,ti過渡層的引入明顯的改善了膜與不銹鋼之間的結(jié)合強度.

利用脈沖真空電弧離子鍍技術(shù)在3cr13不銹鋼基底上制備類金剛石（dlc）薄膜，采用x射線光電子能譜技術(shù)分析dlc薄膜中sp^3鍵及sp^2鍵含量和組分．采用顯微硬度計測試了薄膜的顯微硬度，利用掃描電鏡測試了膜的表面形貌．劃痕儀測試了薄膜與不銹鋼基底的結(jié)合強度．結(jié)果表明：所鍍制的類金剛石薄膜品質(zhì)優(yōu)良，類金剛石中sp^3鍵含量較高，sp^3／sp^2-1．63，具有良好的表面形貌，在不銹鋼上沉積dlc膜后明顯提高了不銹鋼的硬度，ti過渡層的引入明顯的改善了膜與不銹鋼之間的結(jié)合強度．

軸承支撐器是軸承精密加工中的關(guān)鍵部件。本文采用熱絲化學(xué)氣相沉積(簡稱cvd)法,以丙酮和氫氣為碳源,在wc-co硬質(zhì)合金軸承支撐器襯底上沉積金剛石薄膜,制備cvd金剛石薄膜涂層軸承支撐器,并應(yīng)用于軸承的精密磨削加工。結(jié)果表明,合理控制襯底材料的預(yù)處理和cvd沉積工藝對金剛石薄膜質(zhì)量、形貌、粗糙度和薄膜與襯底間的附著力有顯著影響。與傳統(tǒng)硬質(zhì)合金軸承支撐器相比,cvd金剛石涂層軸承支撐器的耐用度和使用性能顯著提高。

預(yù)處理對不銹鋼表面沉積類金剛石薄膜的影響

對直流電弧等離子體噴射化學(xué)氣相沉積技術(shù),在φ76.2mm的si襯底上沉積得到的金剛石膜,通過sem和激光raman表征其質(zhì)量均勻性。為緩解金剛石膜/si復(fù)合片的內(nèi)應(yīng)力,采用臺階式冷卻的方式,對樣品在1050℃進行真空退火處理,使樣品內(nèi)的壓應(yīng)力從3.09gpa減小到1.16gpa。對樣品生長面進行機械拋光,采用表面輪廓儀檢測其表面粗糙度均勻性。結(jié)果表明:在76.2mm的金剛石膜/si復(fù)合片上獲得的表面粗糙度小于5nm。

采用氣壓浸滲法制備了金剛石體積分?jǐn)?shù)為65%的鋁基復(fù)合材料,分析了復(fù)合材料的顯微組織并對熱膨脹系數(shù)(cte)進行了測試,研究了鍍tic金剛石/鋁復(fù)合材料的熱膨脹性能。結(jié)果表明,金剛石顆粒在鋁合金基體中分布均勻,組織致密;tic鍍層有效地改善了金剛石顆粒與鋁合金基體間選擇性粘結(jié)現(xiàn)象,增強了金剛石與基體間的界面結(jié)合;鍍tic使復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)明顯降低,turner模型和kerner模型的均值可以預(yù)測其熱膨脹系數(shù),而對于未鍍層的復(fù)合材料則可以用kerner模型進行預(yù)測。

采用不同的合成工藝,在高溫高壓下合成出金剛石復(fù)合片(pdc),并進行磨耗比測試,進而對樣品高溫?zé)崽幚砬昂蟮哪ズ谋冗M行對比。結(jié)果表明:在保持其他條件(合成壓力,合成溫度,合成時間)不變的情況下,樣品的磨耗比隨燒結(jié)溫度的升高先增加后減小;隨合成時間先增加后減小;隨金剛石粒度的增大而增加。測過磨耗比后,對樣品進行無氣氛保護高溫?zé)崽幚?并再次對樣品進行磨耗比測試。試驗發(fā)現(xiàn):在較低合成溫度或較短合成時間下合成的樣品經(jīng)高溫處理后磨耗比較處理前增加,而在較高合成溫度或較長合成時間下合成的樣品磨耗比減小。經(jīng)多次試驗和分析得出:合成壓力在5~5.5gpa,t3溫度下,燒結(jié)6分鐘為最佳合成工藝,在此條件下合成的金剛石復(fù)合片的磨耗比為40×104。

在亦莊經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的北京中奧匯成生物材料科技有限公司,記者看到了一種神奇的膜：薄如蟬翼,厚度不過2微米,卻由1000多的納米層集成,耐磨性能可媲美金剛石。“膜”出讓金屬涂層告別硬而脆“這是我們開發(fā)出來的新型非晶碳基納米多層膜,它已經(jīng)獲得美國及歐盟的發(fā)明專利?！碑a(chǎn)品開發(fā)者亦莊開發(fā)區(qū)海外高層次人才、中奧匯成技術(shù)總監(jiān)涂江平表示,目前中奧匯成已經(jīng)將其產(chǎn)業(yè)化,明年有望拿到產(chǎn)品的上市批文,量產(chǎn)后的年產(chǎn)值可達3億元。為了抗摩擦磨損,金屬的表面一般都有涂層,也被稱作鍍膜,但是長久以來,有一個問題,

當(dāng)前，制造業(yè)在大力推進以多功能化、高性能化為主的產(chǎn)品開發(fā)；近年來，環(huán)保型產(chǎn)品的開發(fā)也變得日益必要；同時，產(chǎn)品使用的材料也在逐年變化。在代表制造業(yè)的汽車工業(yè)、航空工業(yè)以及半導(dǎo)體工業(yè)，雖然過去主要使用鐵系材料作為產(chǎn)品的構(gòu)件材料，但目前高強度、

采用al/ti/c/diamond粉體為原料,通過原位反應(yīng)燒結(jié)技術(shù),制備al/tic金屬陶瓷復(fù)合結(jié)合劑金剛石材料。采用x射線衍射、掃描電鏡及能譜儀分析試樣。結(jié)果表明,在1000℃保溫1h,反應(yīng)燒結(jié)得到al/tic金屬陶瓷復(fù)合結(jié)合劑金剛石材料;al含量較低時,產(chǎn)物基體的主相為al和tic;當(dāng)al含量較高時,產(chǎn)物基體的主相則為al和al3ti;基體與金剛石具有良好的結(jié)合。該復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能,其硬度最高達97.7hrc。

銅基金剛石復(fù)合材料可結(jié)合銅與金剛石的優(yōu)良物理性能,實現(xiàn)航空電子系統(tǒng)及其元器件輕質(zhì)、高導(dǎo)熱、低膨脹的性能要求。考察了復(fù)合電沉積工藝對復(fù)合材料金剛石質(zhì)量分?jǐn)?shù)和致密度的影響;通過對埋砂復(fù)合電沉積的預(yù)鍍時間、上砂鍍時間以及加厚鍍時間等工藝參數(shù)的優(yōu)化,獲得金剛石分布均勻,致密度較高的銅基金剛石復(fù)合材料;并根據(jù)3種粒徑金剛石的埋砂工藝參數(shù)擬合了金剛石粒徑與復(fù)合電沉積工藝的關(guān)系。

雷地科技集團“國家863新材料產(chǎn)業(yè)化基地”目前在深圳奠基。該項目投資近2億元，占地約100畝，項目將分三期建設(shè)。該項目完成后，將成為亞洲最大的金剛石膜材料科研、生產(chǎn)基地。該基地將擁有2萬平方米的科研大廈，內(nèi)設(shè)863新材料研發(fā)中心、航天材料研發(fā)中心、博士后工作站等。一期工程將在明年初投產(chǎn)后，

基板是裸芯片封裝中熱傳導(dǎo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,組件熱流密度越來越大,對新型基板材料的要求越來越高,要求具有高的熱導(dǎo)率、低的熱膨脹系數(shù)以及較低的密度。金剛石/銅復(fù)合材料作為新一代基板材料正得到愈來愈多的關(guān)注。文中分別通過實驗和計算機仿真分析了金剛石/銅復(fù)合材料的鍍覆性、焊接性以及作為基板材料的熱性能。結(jié)果表明,金剛石/銅復(fù)合材料性能良好,可以作為裸芯片封裝的基板材料。

醫(yī)用316l不銹鋼植入物植入體內(nèi)后,體內(nèi)環(huán)境可導(dǎo)致其產(chǎn)生腐蝕和ni離子的析出。利用雙放電腔微波等離子體源全方位離子注入設(shè)備,采用等離子體源離子注入(plasmasourceionimplantation,psii)和等離子體增強化學(xué)氣相沉積(plasmaenhancedchemicalvapordeposition,pecvd)復(fù)合工藝在醫(yī)用316l不銹鋼表面沉積類金剛石薄膜,進行表面改性,以提高其在模擬體液環(huán)境中的腐蝕阻抗。掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn),薄膜由納米粒子構(gòu)成,膜層連續(xù)光滑。電化學(xué)腐蝕測試表明:采用psii+pecvd復(fù)合工藝制備的類金剛石薄膜與316l不銹鋼改性體系在(37±1)℃的troyde’s模擬體液中的自腐蝕電位約為120mv,體系的擊穿電位超過1.9v,與基體316l不銹鋼相比,其熱力學(xué)穩(wěn)定性與抗腐蝕性能得到增強,改性效果優(yōu)于單獨的pecvd工藝。

在銅基體上沉積鉻金剛石復(fù)合過渡層,用熱絲cvd系統(tǒng)在復(fù)合過渡層上沉積連續(xù)的金剛石涂層.用掃描電鏡(sem)、x射線(xrd)、拉曼光譜及壓痕試驗對所沉積的鑲嵌結(jié)構(gòu)界面金剛石膜的相結(jié)構(gòu)及膜/基結(jié)合性能進行了研究.結(jié)果表明,非晶態(tài)的電鍍cr在cvd過程中轉(zhuǎn)變成cr3c2,由于金剛石顆粒與cr3c2的相互咬合作用,金剛石膜/基結(jié)合力高;在294n載荷壓痕試驗時,壓痕外圍不產(chǎn)生大塊涂層崩落和徑向裂紋,只形成環(huán)狀裂紋.

主要針對金剛石復(fù)合片的切割工藝技術(shù)進行系統(tǒng)的研究，主要就是結(jié)合電火花線切割機床切割加工錨桿鉆頭對金剛石

類金剛石(dlc)薄膜與不銹鋼的結(jié)合強度是dlc薄膜應(yīng)用于血管支架表面改性的關(guān)鍵技術(shù)問題。利用磁過濾陰極真空弧源沉積方法在316l不銹鋼表面沉積dlc薄膜,研究沉積時基體偏壓、薄膜厚度以及鈦過渡層對dlc薄膜與基體結(jié)合強度的影響。研究結(jié)果表明,316l表面制備相同厚度的dlc薄膜,采用-1000v脈沖偏壓制備的薄膜結(jié)合強度明顯優(yōu)于-80v直流偏壓下制備的dlc薄膜;隨著dlc薄膜厚度的增大,dlc薄膜與316l基體的結(jié)合力下降;316l不銹鋼表面制備一層100nm的鈦過渡層之后可以改善dlc薄膜的結(jié)合狀況,并且經(jīng)過20%的拉伸變形后,dlc薄膜完整,耐蝕性優(yōu)于未表面處理的316l不銹鋼。以上研究結(jié)果表明,磁過濾陰極真空弧源方法制備dlc薄膜與316l結(jié)合強度高,可以有效的提高316l的耐腐蝕性,是一種具有應(yīng)用前景的血管支架表面改性方法。

近年來,隨著森林資源逐年減少,人們的環(huán)境保護意識逐漸增強,人們采用其他類型的材料來代替木材。在裝飾材料方面,出現(xiàn)了新型的三氧化二鋁復(fù)合強化地板,圖1是三氧化二鋁復(fù)合強化地板的截面形狀示意圖。圖1復(fù)合強化地板的表面有一層硬度高,耐磨性好的三氧化二鋁強化層,其厚?..

蜂窩結(jié)構(gòu)的金剛石聚晶/硬質(zhì)合金復(fù)合材料

　收稿日期:2001-05-30 　作者簡介:薛軍(1942-),男(漢族),江蘇無錫人,中國地質(zhì)大學(xué)(北京)副研究員,科學(xué)鉆探國家專業(yè)實驗室專職研究人員,鉆探工程專業(yè),碩 士,從事巖石破碎學(xué)的教學(xué)及鉆頭、鉆具的研究工作,北京市海淀區(qū)學(xué)院路29號,(010)82323273;于松波(1971-),女(漢族),吉林松源人,吉 林油田責(zé)任有限公司測井公司技術(shù)員,從事測井技術(shù)及計算等工作。 關(guān)于薄壁金剛石鉆頭金剛石濃度的設(shè)計問題 薛　軍1,于松波2 (11中國地質(zhì)大學(xué)〈北京〉,北京100083;21吉林油田責(zé)任有限公司測井公司,吉林松遼132000) 摘　要:簡要指出了薄壁金剛石鉆頭金剛石濃度合理設(shè)計的重要意義,提出了理論設(shè)計需要解決的幾個重要問題 和解決辦法,認(rèn)為通過生產(chǎn)或?qū)嶒灥臋z驗與修正