熱絲法合成金剛石膜

第1章金剛石薄膜的性質(zhì)1

1.1金剛石的晶體結(jié)構(gòu)1

1.2金剛石的物理化學性能2

1.2.1金剛石的力學性能2

1.2.2金剛石的熱學性能3

1.2.3金剛石的光學性能3

1.2.4金剛石的電學性能3

1.2.5金剛石的聲學性能5

1.2.6金剛石的化學性能5

1.3金剛石薄膜的CVD制備方法5

1.3.1熱絲CVD法5

1.3.2微波等離子體CVD法6

1.3.3直流等離子體噴射CVD法6

1.3.4燃燒火焰CVD法7

1.4金剛石的應用7

1.4.1金剛石在機械領(lǐng)域的應用7

1.4.2金剛石在熱沉領(lǐng)域的應用8

1.4.3金剛石在光學領(lǐng)域的應用9

1.4.4金剛石在半導體領(lǐng)域的應用10

1.4.5金剛石在聲學領(lǐng)域的應用12

1.4.6金剛石在其他領(lǐng)域的應用13

參考文獻13



第2章金剛石薄膜的沉積原理16

2.1CVD法制備金剛石膜的原理16

2.1.1CVD金剛石膜的制備方法16

2.1.2CVD金剛石膜的生長原理17

2.1.3CVD金剛石膜生長過程中原子H的作用19

2.2熱絲CVD裝置及金剛石膜檢測方法20

2.2.1熱絲CVD裝置及其工作原理20

2.2.2金剛石膜的檢測方法21

2.3熱絲CVD法制備金剛石膜的前置條件23

2.3.1熱絲的選擇與處理23

2.3.2碳源的選擇與影響24

2.3.3基體材料的選擇25

2.4熱絲CVD法制備金剛石膜的形核26

2.4.1負偏壓增強形核26

2.4.2過渡層增強形核31

2.4.3基體表面預處理增強形核42

2.5熱絲CVD法制備金剛石膜的生長及其影響因素45

2.5.1熱絲與基體之間的間距對金剛石膜生長的影響45

2.5.2基體溫度對金剛石膜生長的影響47

2.5.3反應氣壓對金剛石膜生長的影響50

2.5.4碳源濃度對金剛石膜生長的影響51

2.5.5輔助氣體對金剛石膜生長的影響53

2.5.6生長過程中摻雜對金剛石膜生長的影響58

參考文獻60



第3章化學氣相沉積金剛石等離子體診斷62

3.1氣相化學診斷方法62

3.1.1探針診斷法62

3.1.2波干涉診斷法63

3.1.3質(zhì)譜診斷法63

3.1.4光譜診斷法63

3.2Ar/H2/CH3COCH3生長體系的氣相化學65

3.2.1Ar/H2/CH3COCH3生長體系的典型發(fā)射光譜65

3.2.2氬氣含量對Ar/H2/CH3COCH3生長體系氣相化學的影響67

3.2.3碳源濃度對Ar/H2/CH3COCH3生長體系的影響70

3.2.4Ar/H2/CH4生長體系的空間分布73

3.3Ar/H2/CH4生長體系的氣相化學80

參考文獻81



第4章熱絲CVD法在刀具和硬質(zhì)合金鉆頭上制備金剛石膜83

4.1熱絲CVD法在刀具上制備金剛石膜83

4.1.1CVD金剛石膜刀具的研究現(xiàn)狀83

4.1.2三步酸蝕硬質(zhì)合金刀具基體的研究85

4.1.3含氧等離子體處理硬質(zhì)合金刀具基體的研究90

4.1.4熱絲CVD沉積工藝對金剛石膜性能的影響96

4.2熱絲CVD法在硬質(zhì)合金鉆頭上制備金剛石膜101

4.2.1硬質(zhì)合金微型鉆頭上沉積金剛石膜101

4.2.2硬質(zhì)合金普通鉆頭上沉積金剛石膜104

4.2.3電路板上鉆孔測試105

參考文獻106