李义锋
,
唐伟忠
,
苏静杰
,
安晓明
,
刘晓晨
,
姜龙
,
孙振路
人工晶体学报
介绍了自行研制的环形天线-椭球谐振腔式高功率MPCVD装置的结构特点,展示并研究了新装置在高功率条件下的放电特性.在10.5 kW的高微波输入功率下成功制备了直径50 mm,厚度接近1 mm的高品质自支撑金刚石膜.在真空泄漏速率约2.5 ×10-6 Pa·m3/s的条件下金刚石膜的生长速率达到6μm/h,金刚石膜厚度偏差小于±2.1％.抛光后的金刚石膜红外透过率在6.5～25μm范围内接近71％;紫外透过率在270 nm处超过50％,金刚石膜样品的光学吸收边约为225 nm;通过紫外吸收光谱计算的金刚石膜样品中的氮杂质含量约为1.5 ppm;金刚石膜的拉曼半峰宽小于1.8 cm-1.
关键词:
金刚石膜
,
化学气相沉积
,
高功率
,
氮杂质
,
椭球谐振腔
李义锋
,
佘建民
,
苏静杰
,
唐伟忠
,
李效民
,
徐小科
人工晶体学报
利用自行研制的可调谐圆柱谐振腔式微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置的结构优势,设计了电极可调节的偏压加强MPCVD装置.采用脉冲激光沉积(PLD)法制备了Ir(100)/MgO (100)基片.采用偏压加强MPCVD装置进行了金刚石异质外延形核的探索,在Ir(100)/MgO (100)基片上实现了金刚石异质外延形核.扫描电镜结果显示,[100]取向的金字塔状外延金刚石晶粒的形核密度达108～109 cm-2.
关键词:
金刚石
,
异质外延
,
化学气相沉积
,
微波等离子体
,
偏压加强
于盛旺
,
范朋伟
,
李义锋
,
刘艳青
,
唐伟忠
人工晶体学报
使用自行研制的椭球谐振腔式MPCVD装置,以H2-CH4为气源,在输入功率为9 kW,沉积压力为1.7 ×104 Pa和不同的气体流量条件下制备了金刚石膜.利用扫描电镜、激光拉曼谱对金刚石膜的表面和断口形貌、金刚石膜的品质等进行了表征.实验结果表明,利用椭球谐振腔式MPCVD装置能够在较高的功率下进行大面积金刚石膜的沉积；在高功率条件下,较高质量的金刚石膜的沉积速率可以达到4 ～5 μm·h-1的水平,而气体的流量则会显著影响金刚石膜的品质及其沉积速率.
关键词:
椭球谐振腔式MPCVD装置
,
金刚石膜
,
高功率
,
气体流量
,
生长速率
黑鸿君
,
于盛旺
,
刘艳青
,
丁明辉
,
李义锋
,
唐伟忠
人工晶体学报
采用强电流直流伸展电弧化学气相沉积(HCDCA CVD)技术,在Ar、H2和四甲基硅烷(TMS)先驱体组成的混合气体气氛下,在YG6硬质合金衬底表面沉积了SiC涂层.本文对不同TMS流量条件下制备的SiC涂层的沉积速率、表面形貌、化学成分、物相组成以及附着力进行了对比研究.在此基础上,实验选取表面连续致密且附着力良好的SiC涂层作为过渡层进行了金刚石涂层的沉积,并对金刚石涂层的形貌、质量以及附着力进行了表征.实验发现.随着TMS流量的增加,SiC涂层的沉积速率加快,连续和致密性逐渐改善,但其附着力明显降低.连续致密且附着力良好的SiC涂层作为过渡层,可以有效地抑制硬质合金中Co的扩散,消除Co在金刚石涂层沉积过程中的不利影响,获得附着力良好的纳米金刚石涂层.
关键词:
HCDCA CVD
,
SiC过渡层
,
金刚石涂层
,
附着力
唐伟忠
,
于盛旺
,
范朋伟
,
李义锋
,
苏静杰
,
刘艳青
中国材料进展
金刚石膜拥有许多优异的性能。在制备金刚石膜的各种方法之中，高功率微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法因其产生的等离子体密度高，同时金刚石膜沉积过程的可控性和洁净性好，因而一直是制备高品质金刚石膜的首选方法。在世界范围内，美、英、德、日、法等先进国家均已掌握了以高功率MPCVD法沉积高品质金刚石膜的技术。但在我国国内，高功率MPCVD装备落后一直是困扰我国高品质金刚石膜制备技术发展的主要障碍．首先综述国际上高功率MPCVD装备和高品质金刚石膜制备技术的发展现状，包括各种高功率MPCVD装置的特点。其后，回顾了我国金刚石膜MPCVD技术的发展历史，并介绍北京科技大学近年来在发展高功率MPCVD装备和高品质金刚石膜制备技术方面取得的新进展。
关键词:
MPCVD金刚石膜沉积技术
,
高品质金刚石膜
黑鸿君
,
李义锋
,
刘艳青
,
唐伟忠
,
马世杰
功能材料
采用强电流直流伸展电弧化学气相沉积(HCDCA CVD)技术在硬质合金微型工具表面沉积了SiC涂层作为过渡层,并在此基础之上制备了金刚石涂层.实验结果表明,采用HCDCA CVD技术在硬质合金表面制备的SiC纳米涂层连续、致密；此过渡层可有效地抑制硬质合金基体中Co的外向扩散,确保在不进行酸蚀去Co预处理的情况下,金刚石涂层对硬质合金基体具有良好的附着力.切削检测的结果表明,实验所制备的SiC过渡层/金刚石涂层的微型铣刀与未涂层微型铣刀相比,切削刃没有切削屑的粘结,且加工后的工件表面上毛刺较少.这些结果表明,SiC过渡层/金刚石涂层硬质合金微型工具将具有优异的加工性能.
关键词:
强电流直流伸展弧化学气相沉积(HCDCA CVD)
,
SiC过渡层
,
金刚石涂层
,
微型工具
苏静杰
,
杨梓
,
李义锋
,
唐伟忠
,
安晓明
,
郭辉
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140629
针对金刚石膜微波介电损耗低、厚度薄带来的微波介电性能测试难点，研制了一台分体圆柱谐振腔式微波介电性能测试装置。利用不同直径的蓝宝石单晶样品，用上述装置对低损耗薄膜类样品微波介电性能的测试能力及样品直径对测试结果的影响进行了实验研究。在此基础上，使用分体圆柱谐振腔式微波介电性能测试装置对微波等离子体化学气相沉积法和直流电弧等离子体喷射法制备的高品质金刚石膜在 Ka 波段的微波介电性能进行了测试比较。测试结果表明，由Raman光谱、紫外-可见光谱等分析证明品质较优的微波等离子体化学气相沉积法制备的金刚石膜具有更高的微波介电性能，其相对介电常数和微波介电损耗值均低于直流电弧等离子体喷射法制备的金刚石膜。
关键词:
微波介电性能
,
分体圆柱谐振腔
,
金刚石膜
