采用WC过渡层增加金刚石薄膜附着力的研究

在微波等离子体化学气相沉积装置中 ,以WC -8%Co为基体 ,采用氢等离子体脱碳、磁控溅射镀W、碳化等方法 ,制备了微晶WC过渡层。研究了金刚石薄膜与基体的附着力。结果表明 ,表面脱碳后再镀W膜 ,W填充了氢等离子体脱碳时刀具表面因钴蒸发而留下的空洞 ,形成过渡层 ,在随后的碳化中和基体WC连接较为紧密 ,能增加金刚石薄膜与基体附着力 ,克服单纯的氢等离子体脱碳还原法降低刀具基体硬度。

硬质合金基体上钛过渡层碳化条件对金刚石薄膜附着力的影响

以WC 6 %Co为基体 ,采用磁控溅射法 ,在酸蚀后进行氢等离子体脱碳试样上制备Ti过渡层 ,然后碳化过渡层为TiC。在电子辅助热丝化学气相沉积装置中制备金刚石薄膜。研究碳化条件对金刚石薄膜与基体附着力的影响。结果表明 ,在 70 0℃左右的低温碳化 ,TiC结构致密 ,而在 85 0℃左右的高温碳化 ,TiC呈疏松的多孔组织 ,在CH4 Ar等离子体中碳化则 85 0℃左右仍能获得致密的TiC层。

钛过渡层与硬质合金基体表面结合状况对金刚石薄膜附着力的影响

以WC -6%Co为基体 ,采用磁控溅射法 ,在原始试样、酸腐蚀试样以及酸蚀后进行氢等离子体脱碳处理的试样上制备Ti过渡层 ,然后碳化过渡层为TiC。在热丝化学气相沉积装置中 ,制备金刚石薄膜。研究三种不同试样上的金刚石薄膜与基体的附着力。结果表明 ,在原始试样上的金刚石薄膜在冷却过程中自动脱落 ;在经等离子体处理后的试样上 ,金刚石薄膜与基体间附着力高于在经酸蚀处理的试样上的金刚石薄膜与基体附着力。造成这种现象的主要原因可能是等离子体脱碳还原处理降低WC晶粒表面能 ,增强Ti与WC间的结合强度 ,导致TiC过渡层与WC基体结合强度增加 ,从而增加金刚石薄膜附着力。

金刚石薄膜负偏压形核的边缘效应

在微波等离子体化学气相沉积装置中 ,研究了金刚石薄膜在Si(1 0 0 )面上的负偏压形核行为 ,结果表明 ,偏压大小对金刚石的形核均匀性有显著影响 ,而甲烷浓度主要影响形核时间 ,对金刚石的最大核密度影响不大。在硅片尺寸小于钼支撑架时 ,形核行为存在明显的边缘效应 ,即在偏压值低于 - 1 5 0V时 ,硅片边缘金刚石核密度急剧降低 ,远低于硅片中央 ;在甲烷浓度比较低时 ,硅片边缘核密度要高于中间。研究表明 ,造成这种现象的主要原因是硅片下的钼支撑架发射电子所致 。