龙剑平
,
汪灵
,
张湘辉
,
宋金亮
,
常嗣和
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.02.010
采用原子吸收光谱(AAS)标准曲线法对YG系列硬质合金刀具酸蚀后浸蚀溶液中Co浓度进行定量测试,利用AAS测试结果定量计算了相应酸蚀时间下的去钴深度;对所获得的YG系列硬质合金刀具浓度一时间曲线、去钴深度-时间曲线进行了回归分析,利用回归分析的结果对YG类硬质合金酸蚀特性及去钴深度进行了定性及定量分析;采用辉光放电发射光谱仪(GDS)对确定酸蚀时间条件下硬质合金刀具中Co元素进行定量薄层(QDP)分析,并与原子吸收光谱标准曲线法测试结果进行对比研究.结果表明:YG类硬质合金刀具含Co量、WC晶粒大小、晶界数量及其几何形态等对酸蚀速度有重要影响;YG8刀具酸蚀速度比YG6,YG6X快,YG6刀具的酸蚀速度较YG6X快,且随着腐蚀时间的延长,酸蚀速度差异愈大;定量薄层(QDP)分析结果表明,去Co深度与酸蚀时间关系的拟合函数可以用来快速分析王水对YG系列刀具的刻蚀深度.
关键词:
金刚石薄膜
,
硬质合金刀具
,
原子吸收光谱
,
酸蚀特性
,
定量薄层分析
张湘辉
,
汪灵
,
龙剑平
,
邓苗
,
冯珊
功能材料
采用自主研制的具有基底温度开-闭环复合自动控制系统的直流弧光放电PCVD设备，当开环流量不同时，在硬质合金基体表面分别进行了纳米金刚石薄膜制备研究。并采用SEM、XRD、激光Raman光谱仪对所制备薄膜的形貌、物相和品质进行了分析。研究结果表明，当开环流量从10→5→15→20mL／min变化时，所制备纳米金刚石薄膜的表面粗糙度及石墨成分会随之增加，金刚石晶粒转变为以（110）面生长为主，且尺寸增大；并加剧了硬质合金基体中Co相粘结剂向基体表面的扩散。温控中基底温度的波动（稳定性）是影响纳米金刚石薄膜生长性能的主要原因。
关键词:
直流弧光放电等离子体化学气相沉积法
,
纳米金刚石薄膜
,
基底温度
,
开-闭环复合控制
张湘辉
,
汪灵
,
龙剑平
,
朱必武
,
陈伟
,
冯艳华
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.11.019
经开刃、精磨处理而具实际加工能力的钨钴硬质合金刀具在制备CVD金刚石涂层前需进行基体前处理,但常规的化学预处理技术对其规模化应用时,会受到腐蚀效率,工艺重复性的限制.以精磨YG6硬质合金铣刀片为研究对象,采用直流弧光放电等离子体CVD设备、SEM、激光Raman光谱仪、原子吸收光谱仪、表面轮廓仪、洛氏硬度计等,研究了直流电化学两步处理(先直流电化学腐蚀,后酸浸蚀)对精磨硬质合金基体以及对金刚石涂层的影响.结果表明:直流电化学两步处理能有效去除精磨硬质合金基体表面的WC“表皮”,并降低基体表面Co含量；通过改变直流电化学腐蚀时间,可平衡基体表面粗糙度、基体表面Co浓度去除以及去Co后基体表面硬度的关系,可有效调控CVD金刚石涂层从微米向纳米晶型的转变过程,并具有较好的可控性；结合基体/涂层硬度、薄膜品质及膜基附着力等指标,优化了直流电化学两步处理工艺参数为:第一步,在10％NaOH电解液中经直流1A电化学腐蚀5min;第二步,王水再腐蚀90s.
关键词:
直流电化学两步处理法
,
金刚石涂层
,
化学气相沉积
,
精磨硬质合金
龙剑平
,
汪灵
,
张湘辉
,
常嗣和
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2006.05.020
CVD金刚石薄膜涂层刀具被认为是能最早实现CVD金刚石工业化应用的领域之一.目前,限制CVD金刚石薄膜涂层刀具产品大规模产业化应用的主要原因,是金刚石薄膜与硬质合金基底之间粘附性能较差.如何提高膜/基粘附性能,确保CVD金刚石薄膜涂层刀具优异性能的发挥、涂层刀具的使用寿命和加工性能,已成为材料科学工作者迫切需要解决的问题.介绍了影响CVD金刚石薄膜硬质合金刀具膜/基附着性能的主要因素、改善金刚石薄膜与硬质合金基体之间附着力的途径以及表征膜/基附着力的测试方法等方面的研究成果,并对提高低压气相金刚石薄膜硬质合金刀具膜/基附着性能的研究现状进行了分析.
关键词:
化学气相沉积
,
金刚石薄膜
,
硬质合金刀具
,
附着性能
张湘辉
,
汪灵
,
龙剑平
,
常嗣和
人工晶体学报
本文采用自主研制的直流弧光放电等离子体CVD设备,在YG6硬质合金基体上进行了不同氩气流量下金刚石薄膜的制备研究.采用SEM对金刚石薄膜的晶体特征进行了观察.结果表明,氩气对直流弧光放电等离子体CVD金刚石薄膜的晶体特征有明显影响.在CH_4/H_2恒定时(0.8%),硬质合金基体上制备的金刚石薄膜表面形貌随Ar流量增加而变化的规律,即从以(111)八面体晶面为主→(111)和(100)立方八面体混杂晶面→以(100)立方体晶面为主→菜花状的顺序转变;当Ar流量为420～700 mL/min时,金刚石晶粒的平均尺寸由1.5 μm 逐步增大到7 μm;Ar流量为700～910 mL/min时,金刚石晶粒的平均尺寸由7 μm急剧减小到纳米尺度,约50 nm.
关键词:
金刚石薄膜
,
晶体特征
,
直流弧光放电等离子体CVD
张湘辉
,
汪灵
,
龙剑平
人工晶体学报
如何精确、高效地实现对基底温度的测控,并获得优化的温度参数,对于CVD金刚石制备技术至关重要.本文采用自主研制的具有新型基底温度自动控制系统的直流弧光放电PCVD设备,分别进行了基底温度开环、闭环及开闭环复合控制下的金刚石薄膜制备研究,并采用SEM,激光Raman光谱仪对所制备薄膜的形貌品质进行了分析.研究结果表明:基底温控方式的不同会明显影响CVD金刚石膜的晶体、生长特征及品质,尤其造成了薄膜生长中二次形核密度以及非金刚石成分的显著变化；在保证系统稳定运行的前提下,当其它沉积参数恒定时,受控下的基底温度控制精度及控制品质的实时变化是影响CVD金刚石膜生长性能的主要因素,其中控制精度介于±5℃～±15℃间变化,而控制品质受控制方式的影响较大；相对于控制精度而言,控制品质的变化对常规金刚石薄膜生长性能的影响更为明显.对于此系统,只有采用开-闭环复合控制,且开环流量维持在其单独工作流量的20％时,才能保证基底温度控制精度、控制品质及所制备的CVD金刚石薄膜的质量最佳.
关键词:
直流弧光放电PCVD法
,
金刚石薄膜
,
基底温度
,
开环、闭环及开闭环复合控制方式
张湘辉
,
汪灵
,
龙剑平
人工晶体学报
基于直流弧光放电PCVD金刚石薄膜沉积设备的特点,设计开发了基底自动控温系统.将该系统应用于金刚石薄膜的制备中,并采用SEM、Raman光谱等测试方法对所制备的薄膜的形貌、品质进行了表征.结果证明该系统具有较好的稳定性,其应用时所制备的金刚石薄膜的品质明显得到提高,具有广泛的应用前景.
关键词:
直流弧光放电
,
等离子体CVD
,
金刚石薄膜
,
基底托架
,
温度自动控制
