聚晶金刚石薄膜合成工艺的研究

目的优化聚晶金刚石(PDC)薄膜的合成工艺参数。方法以保温时间、冷却时间、烧结温度为变量,设计PDC薄膜合成正交实验,以旁热式组装合成块进行烧结,测定PDC烧结成品的硬度、磨耗比、电阻值,确定每组烧结品的完整数,并通过综合平衡法对正交实验结果进行分析。结果保温时间、冷却时间、烧结温度在不同程度上影响PDC的综合质量。结论最佳工艺参数为:合成温度1350℃,加热时间5 min,冷却时间11 min。

HFCVD聚晶金刚石薄膜与TC1对磨摩擦磨损性能研究

目前,金刚石被认为是制备加工钛合金涂层刀具的理想材料,但是关于金刚石涂层与钛合金间磨损机制的研究甚少。为此,本实验利用热丝化学气相沉积(HFCVD)在硬质合金(WC-Co)基体上制备聚晶金刚石(PCD)薄膜并研究其与Ti-2Al-1.5Mn(TC1)对磨时的磨损机制。销盘磨损实验结果显示:PCD薄膜相比于WC-Co具有较低的摩擦系数及较高的耐磨性。WC-Co在与TC1对磨时,磨损机制主要为磨料磨损。PCD薄膜与TC1对磨过程中,一直存在有金刚石晶粒与对磨副TC1的切削作用;而在磨损后期,磨屑堆积产生的致密氧化TC1相对磨损过程也有着直接的影响。

氮气对MPCVD法金刚石薄膜性能的影响

在CH4和H2的混合气体中，加入N2，并不断改变其含量，用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）设备制备了金刚石薄膜。利用扫描电镜观察薄膜的表面形貌，用X-ray衍射方法进行物相鉴定，用Raman光谱分析薄膜的纯度。结果表明：氮气含量不同，薄膜的沉积情况也不同，由于氮气含量的变化，薄膜沉积过程中形成一种纳米聚晶金刚石薄膜，本文从氮离子轰击和晶粒生长的角度分析了氮的添加对所制备的金刚石薄膜性能的影响。