非晶金刚石薄膜的拉曼光谱研究

碳离子的能量是影响非晶金刚石薄膜结构和性质最关键的工艺参数．采用磁过滤真空溅射离子技术，研究不同衬底偏压Ｖｂ（即不同碳离子能量）下制备的非晶金刚石薄膜的拉曼光谱和表面形貌．结果表明：－５０Ｖ≤Ｖｂ≤－１０Ｖ时，样品表面均匀、光滑，拉曼谱是对称且很宽的散射带;Ｖｂ＞－１０Ｖ或Ｖｂ＜－５０Ｖ时，已有晶团出现，表面粗糙度明显增加，拉曼谱明显地分裂为１５８０ｃｍ－１的Ｇ带和１３５０ｃｍ－１的Ｄ带．

纳米非晶金刚石薄膜与热凝义齿树脂材料的结合力研究

目的:对纳米非晶金刚石薄膜与热凝义齿树脂材料的膜基结合力进行实验研究,为将纳米非晶金刚石薄膜应用于口腔修复学领域奠定基础。方法:在热凝造牙粉与义齿基托材料表面采用紫外光照射与极化两种预处理方法后,分别在其表面镀制纳米非晶金刚石薄膜。通过对膜基结合力的测试及比较不同预处理方法对结合力的影响,探求适合的预处理方法。结果:两种预处理方法中,极化处理后的结合力明显优于紫外线照射法,50nm厚的镀膜结合力大于100nm者。结论:纳米非晶金刚石薄膜可以与义齿树脂表面形成理想的结合;极化处理法可以增强造牙粉材料表面与镀膜的结合力;较薄的镀膜与热凝义齿树脂材料的结合力优于较厚的镀膜。

纳米非晶金刚石薄膜对树脂人工牙耐磨性及其影响因素的实验研究

目的:研究不同镀膜方法对纳米非晶金刚石薄膜提高树脂人工牙耐磨性能的影响。方法:分别用极化和紫外光照射的方法对人工牙进行预处理后,在其表面分别镀制50nm和100nm的纳米非晶金刚石薄膜,通过对其耐磨性能的测试,评价不同预处理方法和不同厚度薄膜对提高人工牙表面耐磨性能的影响。结果:纳米非晶金刚石薄膜能显著提高树脂人工牙耐磨性能;两种预处理方法中,极化法实验组的耐磨性能明显优于紫外光照法实验组;极化处理后镀膜50nm的人工牙的耐磨性能最接近于天然牙釉质。结论:纳米非晶金刚石薄膜能够提高树脂人工牙的耐磨性能,处理的方法应选择极化法,薄膜的厚度控制在50nm为最佳。

非晶金刚石薄膜的sp^3键成分的XPS谱研究

把非晶金刚石薄膜的XPSC1s谱分解为中心在 2 84 .4± 0 .1eV和 2 85 .2± 0 .1eV的两个高斯特征峰 ,分别对应于碳薄膜中的sp2 C和sp3 C。用这两个高斯特征峰的面积除以C1s谱的总面积 ,得出非晶金刚石薄膜中sp2 C和sp3 C的比例。用上述方法对sp3 C比例不同的一组样品进行了分析计算 ,并与先前用紫外 -可见光吸收光谱和拉曼光谱对同一组样品分析得出的结果进行了比较 ,结果表明 :用XPS谱能简便而有效地定量确定非晶金刚石薄膜中sp2 C和sp3 C的比例 ,且这种方法适用于所有功能碳薄膜。

纳米非晶金刚石薄膜对纯钛腐蚀性能的影响

目的:探索纳米非晶金刚石薄膜对牙用纯钛表面腐蚀性能的影响。方法:将纯钛加工成直径 15mm、厚 2mm 的圆片试件24 个,随机分成两组,一组试件表面镀纳米非晶金刚石薄膜,为实验组;另一组为对照组,表面未作任何处理。将两组试件分别浸于人工唾液中,采用电化学方法测试其腐蚀性,电镜下观察实验后试件表面形态。结果:实验组自腐蚀电位(Ecorr)、初始稳态电位(Ep)、维钝电流密度(Ip)与对照组比较,存在非常显著性差异(P<0.01);电镜显示,实验组试件表面存在少量腐蚀坑对照组试件表面可见大量密集的腐蚀坑。结论:纳米非晶金刚石薄膜可以显著提高牙用纯钛的耐腐蚀性能。

纳米非晶金刚石薄膜与纯钛及钴铬合金表面结合强度的研究

目的:研究纳米非晶金刚石薄膜与纯钛及钴铬合金表面结合强度以及镀膜厚度对结合强度的影响。方法:制备钴铬合金和纯钛圆片试件各20个,将纯钛与钴铬合金试件随机分成a1、b1及a2、b2各两组。a1、a2组试件表面镀膜膜厚50nm;b1、b2组试件表面镀膜膜厚100nm。采用薄膜结合强度测试仪测试镀膜后试件的膜/基结合强度(Lc)。结果:a1、b1两组以及a2、b2两组Lc均存在显著性差异(P<0.05);膜厚相同时,纯钛和钴铬合金试件Lc之间也存在显著性差异(P<0.05)。结论:纳米非晶金刚石薄膜可以与纯钛及钴铬合金材料达到较好的结合;膜厚相同时,纳米非晶金刚石薄膜与纯钛表面的结合强度优于钴铬合金;镀膜厚度对纳米非晶金刚石薄膜与纯钛及钴铬合金的结合强度有明显影响,因此在镀膜时应选择适宜的膜厚。

纳米非晶金刚石薄膜对钴铬合金表面腐蚀性能的影响

目的:探索纳米非晶金刚石薄膜对牙用钴铬合金表面腐蚀性能的影响。方法:将硬质钴铬合金锭铸造成直径20mm、长15cm的圆棒,再将圆棒加工成直径15mm、厚2mm的圆片试件24个,随机分成两组,一组试件表面镀纳米非晶金刚石薄膜,为实验组;另一组为对照组表面未作任何处理。将两组试件分别浸于人工唾液中,采用电化学方法测试其腐蚀性,电镜下观察实验后试件表面形态。结果:实验组自腐蚀电位(Ecorr)、过钝化电位(Etp)与对照组比较,存在非常显著性差异(P<0.01);电镜显示,实验组试件表面存在少量腐蚀坑,对照组试件表面可见大量密集的腐蚀坑。结论:纳米非晶金刚石薄膜可以显著提高牙用钴铬合金的耐腐蚀性能。

非晶金刚石薄膜的X射线反射研究

利用过滤阴极真空电弧系统制备了不同衬底偏压下非晶金刚石薄膜,分别采用X射线反射法测定了相应的非晶金刚石膜密度,分析了薄膜密度与沉积能量之间的变化规律,建立了薄膜密度随衬底偏压的变化曲线。研究发现在-80 V时非晶金刚石膜密度存在最大值3.26 g/cm3,随着偏压的增大和减小,薄膜的密度都相应的下降;当衬底偏压加到-2000 V时,密度减小到2.63 g/cm3,相对于密度的最大值变化较小。通过薄膜sp3 能态杂化含量与密度的简单比例关系,近似推算出非晶金刚石膜中sp3 能态的含量最高可达80%以上。

界面过渡层对非晶金刚石薄膜电子场发射性能的影响

在Au/Si和Ti/Si和Si 3种不同的衬底材料上 ,通过真空磁过滤弧源沉积技术制备了无氢高sp3 键含量非晶金刚石薄膜 (amorphousdiamond ,AD) .使用阳极覆盖有低压荧光粉的二极管型结构 ,对其电子场发射性能和荧光显示进行了研究 .测试表明 ,衬底过渡层对非晶金刚石薄膜的场发射行为产生重大的影响 .通过二次离子质谱 (SIMS)测试分析了AD/Ti/Si和AD/Si中界面的成分分布 .由于Ti和C之间的互扩散和反应 ,存在一定的浓度梯度 ,形成了衬底和AD薄膜之间良好的接触 ,有效降低了界面的接触势垒高度 ,使电子容易从衬底进入到AD薄膜中去 ,从而显著改善了AD薄膜的电子场发射性能 .在电场强度E =1 9 7V/ μm时 ,获得的电子场发射电流密度为 0 35 2mA/cm2 ,大大高于同场强下AD/Au/Si和Au/Si的数值 .

非晶硅太阳电池窗口层材料掺硼非晶金刚石的研究

以固态掺杂方式利用过滤阴极真空电弧技术制备掺硼非晶金刚石薄膜,获得性能优良的宽带隙p型半导体材料,再利用等离子增强化学气相沉积技术制备p-i-n结构非晶硅太阳电池的本征层和n型层,最终制成以掺硼非晶金刚石薄膜为窗口层的非晶硅太阳电池.利用Lambda950紫外-可见光分光光度计表征薄膜的光学带隙,并测试电池开路电压、短路电流、填充因子以及转化效率等参数,再分析电池的光谱响应特性.实验表明,掺硼非晶金刚石薄膜的光学带隙(～2.0eV)比p型非晶硅更宽,以掺硼非晶金刚石薄膜用作非晶硅太阳电池的窗口层,能够改善电池的光谱响应特征,并提高转化效率达10%以上.

SP^2键含量对非晶金刚石膜电子场发射性能的影响

该文研究了真空磁过滤弧沉积方法制备的非晶金石薄膜 (a-DF)的电子场发射性能 ,SP2 键含量不同的薄膜的场发射性能有很大的差异 ,SP2 键含量越高 ,阈值电场越小 ,发射电流越大 ,同时失效率也较高。SP2 键含量为 6 .5% ,2 0 % ,40 %的薄膜 ,其阈值电场分别为2 .7V/ μm,1 .5V/ μm ,0 .7V/ μm ,远小于金属和硅尖锥的阈值电场。所有样品的发射点均为随机的点状分布。

非晶金刚石膜的性能及其应用

非晶金刚石薄膜具有超高硬度等一系列优异的特殊性能,为工程界孜孜追求的材料表面镀膜。用百纳科技公司研发制造的过滤阴极真空电弧离子镀膜机镀制的非晶金刚石薄膜,SP^3金刚石结构量≥80%,硬度高,膜/基结合力高,摩擦系数小,耐磨损,耐腐蚀,透光率高,在电子,机械,光学,生物医学上有广泛应用前景。我们已在视窗玻璃,丝锥,模具,硬质合金刀头等产品上成功应用。

FEA用的非晶态金刚石碳薄膜

文章对用于FEA的非晶态金刚石碳膜的制备、测量、场致发射特性以及发射性能改良的掺氧非晶态金刚石碳薄膜作了介绍。

纳米非晶金刚石膜镀覆对镍铬及钴铬烤瓷合金离子析出的影响

目的:观测纳米非晶金刚石膜对镍铬及钴铬两种非贵金属烤瓷合金在人工唾液中金属离子析出的影响。方法:制备镍铬合金、钴铬合金圆片形试件各24个,镍铬及钴铬合金试件随机分成a1、b1及a2、b2各两组,a1、a2组试件表面不镀膜,b1、b2组试件表面完整镀膜膜厚60nm,将a1、a2、b1、b2每组试件平分两半,分别置于pH值为6.8和4.0的人工唾液中浸泡7天,检测各组试件的金属离子析出量。结果:a1、a2组试件在两种人工唾液中表现出其所含各种金属离子的析出,在pH=4酸性人工唾液中浸泡后的离子析出量显著高于其在pH=6.8中性人工唾液中浸泡后的离子析出量(P<0.05);b1、b2组试件在两种人工唾液中浸泡后,其离子析出量分别比a1、a2组试件显著降低(P<0.01)。结论:镍铬合金、钴铬合金在中性和酸性人工唾液中表现出其所含各种金属离子的析出,在酸性人工唾液中其金属离子析出量显著增加;纳米非晶金刚石镀膜能显著降低镍铬、钴铬合金在中性和酸性人工唾液中的金属离子析出量,有良好的耐腐蚀性。

纳米非晶金刚石膜与镍铬合金及烤瓷表面结合强度的研究

目的:确认纳米非晶金刚石膜能否镀覆在镍铬合金烤瓷复合体的表面,检测膜与镍铬合金及烤瓷表面的结合强度。方法:制得镍铬合金烤瓷试件共50个,分为5组,每组10个;各组试件分别镀膜厚为20nm、40nm、60nm、80nm、100nm,用纳米划痕测试仪分别对每组10个试件的两面测试膜/合金基、膜/瓷基结合强度;用激光拉曼光谱仪对镀膜后的合金面和烤瓷面进行光谱分析。结果:镀膜后的合金面和烤瓷面均可见非晶金刚石膜的特征峰;膜与镍铬合金面结合强度为7.21-10.67N,膜厚为80nm时结合强度较高;膜与烤瓷面结合强度为20.56-24.98N,膜厚为40nm时结合强度较高。结论:镀覆在镍铬合金及烤瓷表面的是非晶金刚石膜;非晶金刚石膜可与镍铬合金及烤瓷面形成较好的结合,此膜在各种膜厚与烤瓷面的结合强度均显著高于它与镍铬合金面的结合强度;膜厚不同,膜/基结合强度不同,镀膜时应选择适宜的膜厚。

纳米非品金刚石薄膜对纯钛腐蚀性能的影响

目的：探索纳米非晶金刚石薄膜对牙用纯钛表面腐蚀性能的影响．方法：将纯钛加工成直径15mm、厚2mm的圆片试件24个，随机分成两组，一组试件表面镀纳米非晶金刚石薄膜，为实验组；另一组为对照组，表面未作任何处理．将两组试件分别浸于人工唾液中，采用电化学方法测试其腐蚀性，电镜下观察实验后试件表面形态．结果：实验组自腐蚀电位(Ecorr)、初始稳态电位(Ep)、维钝电流密度(Ip)与对照组比较，存在非常显著性差异(P<0．01)；电镜显示，实验组试件表面存在少量腐蚀坑，对照组试件表面可见大量密集的腐蚀坑．结论：纳米非晶金刚石薄膜可以显著提高牙用纯钛的耐腐蚀性能．

超硬耐磨的纳米级金刚石镀膜，用于多种材质模具镀层

滤质阴极真空镀膜简称FCVA技术是一种国际上先进的镀膜技术。利用滤质阴极真空镀膜(FCVA)技术生产的纳米级非晶金刚石薄膜最薄可以达到2纳米，金刚石结构SP3的含量超过80％。这样的薄膜具有天然金刚石的许多优异特性：它生成的薄膜具有超硬、耐磨、高绝缘、高导热率、摩擦系数低、膜层均匀、致密度高、耐腐蚀和附着力高等特点，薄膜还具有无色透明，对材质的光学特性基本不产生影响的优点。

非晶金刚石膜的电子场发射性能研究

研究了用真空磁过滤弧沉积（ＦＡＤ）方法制备的非晶金刚石薄膜（ａＤＦ）的电子场发射性能，其最小阈值电压为２．１Ｖ。ｓｐ３键含量不同的ａＤＦ发射性能也不同，适当的ｓｐ２键含量能降低阈值电压，提高ｓｐ３键含量能提高发射稳定性。根据实验结果提出了一种发射机制。

采用磁过滤MEVVA源制备DLC膜的研究

采用磁过滤MEVVA沉积技术以石墨为阴极在几种衬底表面 (单晶硅、不锈钢和工具钢等 )上制备高质量类金刚石 (DLC)薄膜。实验结果表明 ,沉积能量对薄膜的sp3键含量的影响为先随能量的增加而增加 ,达到最大值后 ,再增加沉积能量含量反而下降。硬度测试结果表明 ,非晶金刚石薄膜具有极高的硬度 ,为 70～ 78GPa ,远远高于衬底材料的硬度值 .对非晶金刚石薄膜的摩擦性能试验结果表明 ,非晶金刚石薄膜的摩擦因数为 0 .16～ 0 .2 ,大大低于衬底材料 .

纳米技术在口腔修复领域的应用前景及进展

近年来,随着纳米技术在各个领域的应用,国内外学者也试图和已经将纳米材料引入口腔临床,以改善和发展口腔材料的应用。本文对纳米技术在口腔修复领域的应用前景及研究进展做一综述。