碳纳米葱(OLC)与微米金刚石(MD)烧结制备纳米聚晶金刚石复合材料(nPCD)的表征分析

在4~6GPa/1000~1400℃/5~30min条件下,用微米金刚石(MD)和碳纳米葱(OLC)混合物作为原材料制备了纳米聚晶金刚石(nPCD)复合材料。采用XRD、FESEM、HRTEM、Archimedes原理和Vickers硬度计表征了nPCD复合材料的组成、形貌、微观结构、密度和硬度。研究了MD和烧结参数对nPCD复合材料的组成、微观结构、性能。结果表明,MD在nPCD复合材料中分布均匀。MD作为晶核促进OLC向金刚石的转换。烧结压力的增加提高了nPCD复合材料的密度和硬度。当烧结压力从4GPa提高到6GPa时,nPCD复合材料的密度从2.72g/cm^(3)增加到3.02g/cm^(3),硬度从41.85GPa增加到56GPa。提高烧结温度和延长保持时间使nPCD复合材料的密度和硬度先升高后降低。在nPCD复合材料中nPCD区域具有孪晶结构。孪晶结构的存在提高了nPCD复合材料的硬度。

类球状微米金刚石聚晶的场发射

在覆盖金属钛层的陶瓷上,采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法制备出类球状微米金刚石聚晶薄膜。利用扫描电子显微镜、拉曼光谱,X射线衍射,分析了薄膜的结构和表面形貌。测试了类球状微米金刚石聚晶膜的场致电子发射特性。开启电场仅为0.55V/μm,在2.18V/μm的电场下,其场发射电流密度高达11mA/cm2。仔细分析了膜的发射过程,发现类球状微米金刚石聚晶的结构对发射有很大影响,并对其发射机理进行了研究。

衬底对微米金刚石薄膜制备及特性的影响

通过改变处理衬底表面的方法,制备出不同的微米金刚石薄膜。具体的方法是利用磁控溅射在陶瓷衬底上面镀上一层厚金属钛,对金属钛层进行不同的表面处理后,放在微波等离子体化学气相沉积腔中制备微米金刚石薄膜。对不同的薄膜用二极管型结构测试了它们的场致发射电子的性能,良好的表面处理能达到在电场2.1 V/μm下,9.2 m A/cm^2优秀的发射效果。并对发射机理和场发射特性进行了深入的研究。

沉积时间对球状微米金刚石聚晶结构的生长及其场发射特性影响

利用微波等离子体化学气相沉积法,在覆盖金属钛层的陶瓷衬底上,通过改变沉积时间制备出不同结构的类球状微米金刚石聚晶碳膜.通过扫描电子显微镜、喇曼光谱、X射线衍射谱对碳膜进行了分析测试,并研究了不同沉积时间下沉积的类球状微米金刚石聚晶薄膜的场致电子发射特性.结果显示:不同的沉积时间所制备的碳膜形貌有很大变化,场致电子发射的效果也有很大不同,从而得出了场增强因子的降低和导电通道的增长是场发射效果变差的主要原因.

微米金刚石含量对圆葱碳烧结制备聚晶金刚石(PCD)组织及性能的影响

以OLC_(11)(1 100℃/0.1 Pa条件下制得的OLC)与微米金刚石为原料,在1 200℃/5.5 GPa/15 min条件下烧结制备了无添加剂聚晶金刚石(PCD),研究了微米金刚石加入量对PCD组织及性能的影响。结果表明:微米金刚石加入量低于50%时,随着微米金刚石加入量增加,OLC11转化的金刚石晶粒尺寸逐渐均匀且越来越大,微米金刚石与OLC_(11)转变的金刚石基体间结合得越好。当微米金刚石含量高于50%时,随着微米金刚石含量增加,微米金刚石与OLC_(11)转变的金刚石基体间不能有效结合,PCD硬度逐渐降低。微米金刚石含量为50%时,PCD硬度及晶粒尺寸最大,分别为44.7 GPa及20 nm。加入适量的微米金刚石可以增强样品内部传压,并作为晶种,提高OLC转化率,提升PCD性能。

微米金刚石在化学复合镀中的合成与性能

在磨料磨具行业中 ,超硬材料金刚石的应用一直是行业研究、关注的问题。本文结合化学复合镀 ,扩展金刚石的应用 ,将微米金刚石与Ni-P镀液化学复合 ,探讨了复合镀层的沉积机理 ,以及微米金刚石对复合镀层硬度和耐磨性的影响。结果表明 :加入的金刚石颗粒均匀地分布于Ni -P基体中 ,可以使镀层晶粒细化 ,起弥散强化作用 ,从而极大提高复合镀层的耐磨性 ,但对硬度的影响较小。改变金刚石的加入量对镀速的影响很小 ;随镀液金刚石加入量的增加 ,镀层金刚石含量先是迅速增加 ,以后增加趋势越来越缓慢 ,达到顶点后开始下降 ;镀层对金刚石微粒的俘获能力是有限的 。

球状微米金刚石的制备过程及其场发射性能的研究

在纯平的陶瓷衬底上面,利用磁控溅射方法镀上一层金属钛。对金属钛层进行表面缺陷处理后,放入微波等离子体化学气相沉积腔中,利用正交实验方法制备出场发射性能最优的薄膜,通过扫描电镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪等仪器,研究了薄膜的微观表面形态、结构组成等,得到了该薄膜是球状微米金刚石薄膜的结论。并进一步研究了最优场发射薄膜的发射机理。

氮离子注入对类球状微米金刚石聚晶膜的影响

利用微波等离子体化学气相沉积法,在覆盖金属钛层的陶瓷衬底上制备出类球状微米金刚石聚晶膜,后对膜的表面进行氮离子的注入.通过扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射谱及二级结构场发射测试,对膜进行了注入前后的分析.氮离子注入后场致电子发射的效果变强,这可能是氮离子的注入增加了类球状微米金刚石聚晶膜表面的缺陷度,从而增加了价带和导带间的缺陷能级,使电子更容易跃迁到高能级上,提高了场致电子的发射效果.

过渡层对类球状微米金刚石聚晶的场发射影响

在陶瓷衬底上通过磁控溅射方法镀上金属Ti层后,改用CH4为溅射气体制备一层碳化物过渡层,利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法制备出类球状微米金刚石聚晶薄膜。利用扫描电子显微镜、拉曼光谱和x-射线衍射分析了薄膜的结构和表面形貌。测试了类球状微米金刚石聚晶膜的场致电子发射特性,有过渡层制备的类球状微米金刚石聚晶膜的场发射开启电场仅为0.9V/μm,在2.5V/μm的发射电场下电流密度是10.8mA/cm2,而无过渡层制备的类球状微米金刚石聚晶膜的开启电场为1.27V/μm,在2.5V/μm的发射电场下电流密度是0.5mA/cm2。实验结果表明,有碳化物过渡层的类球状微米金刚石聚晶薄膜的场发射特性效果更好。

微米金刚石薄膜的制备与场发射研究

利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,在镀金属钛层的陶瓷基底上面,调整优化沉积参数,制备出了碳膜。通过各种仪器分析了碳膜的内部结构和表面形貌,证明该碳膜是微米金刚石薄膜。进一步将微米金刚石薄膜作为场发射阴极材料,测试了其场致电子发射特性。稳定发射状态下的开启电场为1.15 V/μm,在3.35 V/μm的电场下,其场发射电流密度为0.81 m A/cm2,发射点密度约为104/cm2。并对其发射机理进行了研究。

激光刻蚀类球状微米金刚石聚晶薄膜对场致电子发射稳定性的影响

在覆盖金属钛层的陶瓷上,通过微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法制备出类球状微米金刚石聚晶薄膜,并通过激光刻蚀金刚石聚晶薄膜的表面.利用扫描电子显微镜、拉曼光谱,X射线衍射分析了刻蚀前后的结构和表面形貌,测试了刻蚀前后薄膜的场致电子发射特性,发现激光的刻蚀对金刚石聚晶薄膜场致电子发射的稳定性有一定的提高,并对其制备过程及发射机理进行了研究.

两种微米金刚石聚晶颗粒薄膜的制备与场发射研究

采用微波等离子体化学气相沉积,在不同的沉积条件下得到两种微米金刚石颗粒薄膜,通过拉曼光谱仪和X射线仪分析了两种薄膜的成分,用扫描电子显微镜分析了两种薄膜的表面形貌,用二级结构的场发射装置研究了薄膜的场发射性能,最终分析并讨论了场发射性能优异的微米金刚石薄膜的特征。

微米金刚石聚晶薄膜场发射点的研究

采用微波等离子化学气相沉积方法,以甲烷和氢气为反应气体,在镀有金属钛的陶瓷衬底上,制备了微米金刚石聚晶薄膜。利用扫描电镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱对薄膜的化学组成、微观结构和表面形貌进行了表征。用二级结构的场发射仪和扫描隧道显微镜研究了薄膜的场发射性能,结果表明微米金刚石聚晶薄膜发射点主要来源于聚晶颗粒。进一步研究了单个聚晶颗粒表面不同区域的发射性能,发现多种因素对场发射的性能有影响。

提高微米金刚石聚晶薄膜的场发射点密度研究

利用微波等离子化学气相沉积的方法,制备出微米金刚石聚晶颗粒薄膜,通过扫描电镜、拉曼光谱、X射线实验,分析了薄膜的形貌与结构,用场发射二级结构研究薄膜的场发射性能。研究了微米金刚石聚晶薄膜的产生的机理,调整制备过程中的参数来增加聚晶颗粒的密度,提高场发射点的密度,为制备大面积、均匀的场发射阴极打下基础。

金刚石微米聚晶结构的生长及其场发射特性研究

在覆盖金属钛层的陶瓷上,利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法制备出类球状微米金刚石聚晶薄膜。利用扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射,分析了薄膜的结构和表面形貌。测试了类球状微米金刚石聚晶膜的场致电子发射特性。开启电场仅为0.55V/μm,在2.18V/μm的电场下,其场发射电、流密度高达11mA/cm2。对类球状微米金刚石聚晶阵列形成机理和场发射机理进行了研究。

衬底对微米金刚石聚晶薄膜生长及场发射特性的影响

本文在陶瓷衬底上面利用磁控溅射的方法镀上一层厚金属钛,用不同方法对金属钛层进行表面处理,处理后的衬底放在微波等离子体化学气相沉积腔中,在相同的沉积条件下制备出不同微米金刚石薄膜。对不同的薄膜的微观表面形态、结构组成进行对比研究;对不同的薄膜用二极管型结构测试了它们的场致发射电子的性能,并对发射机理进行了深入的研究。最终分析出不同方法处理的衬底,对微米金刚石聚晶薄膜生长及场发射特性的影响的原因。

微米金刚石聚晶为阴极的场发射显示器制备与研究

在回顾显示器发展历程的基础上,介绍了一种以微米金刚石聚晶为阴极的场发射显示器的制备与研究。其优势在于开启电场低、场发射电流密度高和场发射效果优秀。对微米金刚石聚晶形成机理和场发射机理进行了研究。

镍-磷微米金刚石化学复合镀工艺及镀层性能

采用化学复合镀法在低碳钢表面镀覆Ni–P–金刚石复合镀层。化学镀基础镀液含硫酸镍25g/L、次磷酸钠25g/L、结晶乙酸钠15g/L和柠檬酸钠10g/L,pH为4～5,温度80～85°C。金刚石颗粒的平均粒径为5μm。比较了直接复合镀及两步复合镀工艺分别所得镀层的微观形貌。借助材料表面微纳米力学测试仪及磨损试验机研究了复合镀层的性能。先化学镀Ni–P合金30min,然后在机械间歇搅拌下加入金刚石0.4g/L,再复合镀10min,可使金刚石颗粒均匀地镶嵌在镍基镀层中,并有一部分凸出镀层表面,从而增大了镀层的摩擦因数及与GCr15相对面的咬合力。金刚石复合镀层的干摩擦因数可达0.518。动载条件下未出现脱落现象。

微米金刚石对电子绝缘封装胶导热性的改进(英文)

本文采用微米金刚石的掺杂改进电子绝缘封装胶的导热性能,制备了高导热的电子绝缘封装胶微米复合材料。用扫描电镜对微米金刚石复合材料的截面进行了表征。结果表明微米金刚石的掺杂能够很好的和电子绝缘封装胶进行结合,没有产生明显的两相分离,在电子绝缘封装胶中形成了良好的导热网络。用HOTDISK热常数测试仪对所制备的微米复合材料进行了导热系数的测量,结果表明,随着微米金刚石掺杂量的增加,复合材料的导热系数k有明显的提高。与纯电子绝缘封装胶的导热系数为0.24W/m*К相比,当微米金刚石掺杂量的质量百分比为12.5%时,复合材料的导热系数比纯电子绝缘封装胶的导热系数提高了29.2%。

热丝化学气相沉积法制备优质微米亚微米级单晶金刚石的研究

利用热丝化学气相沉积法(HFCVD),在硅片衬底上进行微米级(>1μm)及亚微米级(<1μm)单晶金刚石的沉积研究。微米级金刚石是以高温高压法(HPHT)制备的1μm金刚石颗粒为籽晶,通过甩胶布晶的方法,在衬底上均匀分布晶种,并通过合理控制沉积工艺参数,在衬底上形成晶形完好的单晶金刚石。在沉积2 h后,可消除原HPHT籽晶缺陷,沉积6 h后,生长出晶形良好的立方八面体金刚石颗粒(约4μm);对于亚微米级单晶金刚石,是直接在衬底上进行合成,通过调控沉积参数(如衬底预处理方法,偏流大小,沉积时间)对单晶金刚石的分布密度和颗粒度进行控制,经过2 h的沉积,最终获得了0.7μm的二十面体单晶金刚石。