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《中南大学》 2005年
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硬质合金基体/HFCVD金刚石薄膜制备及薄膜织构的研究

陈志红  
【摘要】:金刚石薄膜由于其优异的力学性能,而被广泛应用于各种耐磨涂层,金刚石涂层刀具成为金刚石薄膜工具应用研究的主流。但金刚石涂层结合强度低,制约了金刚石涂层刀具的产业化。本研究采用热丝CVD法在YG6基片上沉积金刚石薄膜。通过对热丝CVD沉积过程中工艺参数的控制,制定在硬质合金基体上沉积高的膜基结合强度、晶粒择优取向的金刚石薄膜的最优参数,对于实现CVD金刚石涂层刀具高效、高精度切削加工具有重要意义。实验得到如下结论: (1) 甲烷浓度对金刚石薄膜的表面形貌和膜基结合强度有重要的影响。甲烷浓度较低时,晶形良好,但由于形核密度低、生长速率慢导致表面空洞较多,薄膜不连续;较高的甲烷浓度,由于二次形核使薄膜表面晶粒细小,均匀光滑。甲烷浓度过高(5%)或过低(1%),薄膜结合强度都较差。温度过高或过低,薄膜的结合强度较差,基体温度为690℃,薄膜结合强度最好。沉积气压为30Torr,薄膜结合强度较好。 (2) 在相同的基体温度下,金刚石薄膜(110)和(100)织构形成与甲烷浓度的高低有密切关系。随甲烷浓度的升高,(110)织构取向更趋明显。而甲烷浓度为3.3%时,形成了(100)织构。相同的甲烷浓度和气压下,随着温度的升高,薄膜晶形变好,纯度较高,但晶粒粗大,表面粗糙。薄膜晶粒取向由(110)转为(111)面。 (3) 在相同的表面预处理条件下,基体温度为690℃且沉积气压为30Torr,当甲烷浓度为3.3%时,可获得高取向的织构金刚石薄膜,且薄膜的结合强度最好;当甲烷浓度为5%时,可获得晶粒细小的金刚石薄膜,但结合强度变差。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB383.2

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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