热丝辐射距离与甲烷浓度对CVD金刚石薄膜的影响

【摘要】：以H2和CH4作为反应气体,采用热丝化学气相沉积法(Hot filaments chemical vapor deposition,HFCVD),在WC-3%Co条状平板上制备金刚石薄膜,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(Raman)和洛氏硬度仪分析薄膜的形貌、结构、成分和附着性能,研究热丝辐射距离和反应气体中甲烷的体积分数对金刚石薄膜的影响。结果表明:热丝辐射距离和甲烷体积分数增加会使薄膜中金刚石相(sp3杂化)减少,且热丝辐射距离和甲烷体积分数显著影响薄膜中sp2杂化碳相的种类和含量。当热丝辐射距离约为9～13 mm时,薄膜的成分和结构受热丝辐射距离变化的影响较小;而在热丝辐射距离在13～17 mm范围内时,薄膜的成分和结构受热丝辐射距离的影响较大。压痕测试表明在WC-3%Co硬质合金基体上沉积的金刚石薄膜与基体的附着性能良好。 【作者单位】： 中南大学材料科学与工程学院;中南大学粉末冶金国家重点实验室;
【关键词】： 金刚石薄膜 甲烷体积分数 热丝辐射距离 拉曼光谱 热丝化学气相沉积
【基金】：粉末冶金国家重点实验室开放基金资助项目(2008112048) 湖南省研究生创新基金资助项目(1343-74236000005) 中南大学贵重仪器开放共享基金资助项目(ZKJ2008001);中南大学优秀博士论文扶持基金资助项目(2008yb015)
【分类号】：TB383.2
【正文快照】： 金刚石具有最高的硬度(10 000 HV)、最大的耐压强度(110 GPa)以及最高的热导率(2 200 W/(m·K))和低的滑动摩擦因数(0.03)[1-2]。在硬质合金工具表面制备金刚石涂层可显著提高工具的使用寿命和改善加工性能,其市场潜力巨大,可用于加工非铁合金和硬脆非金属材料(如陶瓷、石墨

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