HFCVD法制备金刚石薄膜

1、1HFCVD法制备金刚石薄膜胡衎 苏峰 王智文 胡巍巍 王仲涛 张彧 周傲 鞠江伟内容v金刚石薄膜简介vHFCVD法制备金刚石薄膜v结构及性能分析v小结2简介v 金刚石薄膜的许多优异性能是其它材料所无法比拟的，它具有天然金刚石般的硬度和弹性模量，极高的热导率，非常好的化学稳定性，以及优越的光学特性，在很宽的光波范围内透明，并具有很高的折射率，另外它的禁带宽度高，介电常数非常低。这些优良的特性使它被广泛用于工具涂层、半导体制造及光学窗口等领域。34金刚石薄膜的合成方法v碳的平衡相图5各种化学气相沉积方法的比较67HFCVD纯度高成核密度高微晶取向一致晶粒尺寸均匀装置简单成本低v优点反应过程8反应

2、气体过饱和的活性基团热、光子等离子表面 反应H气化或溶解金刚石石墨CH4/H2H,CH3,CH2,C2H29v实验装置v衬底预处理： 划痕 研磨结构及性能分析10金刚石薄膜的SEM图金刚石薄膜的AFM图11金刚石薄膜的拉曼光谱金刚石薄膜的XRD图谱12不同工艺参数下样品的透射光谱( a) 碳源浓度( b) 反应室压强( c) 衬底温度( d) 生长时间沉积参数数值碳源浓度2%反应室压强/kPa2.4衬底温度/750沉积时间/h113v工件材料： 石墨v切削速度：15500r/minv进给量：2000mm/minv切削深度： 0.2mm 硬质合金铣刀在加工过程中的后刀面磨损 金刚石薄膜涂层铣刀在

3、加工过程中的后刀面磨损小结v采用AFM、激光拉曼光谱仪和XRD对金刚石膜表面形貌、成分和结构进行分析，表明HFCVD法制备的薄膜金刚石成分含量高，晶粒清晰均匀。v采用傅立叶红外光谱仪对金刚石膜红外透射率进行了测量,工艺参数为碳源浓度2% ，反应室压强2.4 kPa，衬底温度750 ，生长时间1h时样品红外透射率良好，在波数为28003500 cm-1时透射率超过60%；v在硬质合金铣刀表面沉积一层金刚石薄膜能够有效地增强其耐磨性。在加工石墨的试验中，经过88米的铣削后，金刚石薄膜涂层刀具的后刀面磨损宽度仍不到30m，仅为未涂层硬质合金铣刀的一半左右。14参考文献v梁继然，常明，潘鹏，热丝CVD

4、法制备金刚石膜J,天津理工大学学报，2005,21(1):41-43;v任瑛，热丝化学气相沉积法制备纳米金刚石薄膜D,大连：大连理工大学，2009，20-22；vSarangi S K，Chattopadhyay A，Chattopadhyay A K” Effect of pretreatment methods and chamber pressure on morphology，quality and adhesion of HFCVD diamond coating On cemented carbide inserts”J ,Applied Surface Science，2008，254/13：3721v许春，左敦稳等，光学玻璃上HFCVD法沉积金刚石膜的实验研究J，硅酸盐通报，2010，29(6):1280-1283；v沈彬，孙方宏等，CVD金刚石薄膜涂层整体式刀具的制备与应用J，金刚石与磨料磨具工程，2011,2（1）：15；vJ. Liu, D. S. Grierson,” Preventing Nanoscale Wear of Atomic Force Microscopy Tips Through the Use of Monoli