金刚石表面金属化技术

一、问题的提出 金刚右依靠其无以伦比的高硬度以及优良的机械 性能,使得金刚石工具成为加工各种硬质材料所不可 缺少的工具.目前,我国金刚石工具制造业已迅速形成年耗数千万克拉金刚石、种类齐全的新型工业部门. 由于金刚石与一般金属合金之间的界面能很高, 金刚石颗粒不能为一般低熔点会金浸润,可焊性极差. 统观我国制造的各种金属基体的金刚石工具(如钻头、 锯片启轮、砂轮修正工具等),金刚石颗垃仅仅被机械 地镶嵌在金属基体之中,在使用时,金刚石极易脱落. 笔者从大量的实践中估测孕镶式金刚石工具中金刚石 利用率仅为 60%左右,这意味着…     

FeMn粉末触媒对合成金刚石的影响

 利用FeMn粉末触媒在国产六面顶压机上进行了合成金刚石单晶的实验,研究了高温高压条件下（5.7 GPa、1 550 ℃）,石墨-FeMn粉末触媒体系中金刚石单晶的生长特性。通过光学成像显微镜观测表明：合成出的金刚石单晶呈浅黄色,晶形完整,且都是八面体,晶体里含有白色物质,粒度集中在0.3~0.5 mm;通过扫描电镜观测了晶体的表面形貌,表面有熔坑;通过穆斯堡尔谱,发现粉末触媒里主要是FeMn合金和独立状态的Fe,金刚石内部主要是Fe和Fe₃C;利用X射线荧光光谱,检测出样品里有Fe和Mn元素。     

硒化锌基底2～16μm超宽带硬质红外增透膜的研制

硒化锌材料具有较宽的透光区,使其在红外区有着广泛的应用,然而其作为基底,镀制超宽带增透膜却有相当大的难度,尤其是膜层强度问题。设计出了硒化锌基底上2～16μm的多层超宽带增透膜,并采用离子束辅助沉积工艺在硒化锌基底上进行了多次实验,并对所使用的氟化钇(YF_3)和硒化锌膜料进行了分析,发现YF_3在3400和1640 cm~(-1)两个波数处的吸收峰。通过将低折射率层改为氟化钡和氟化钇的组合层后,在硒化锌基底上成功镀制出了多层宽带增透膜并采用脉冲电弧离子镀技术在多层薄膜的表面镀制了一定厚度的类金刚石(DLC)薄膜,增强了膜层的强度。最终使硒化锌基底上镀制的超宽带增透膜在2～16μm范围内的平均透射比大于93%,峰值透射比大于97%,并且膜层的强度较好。     

电子助进热丝化学汽相沉积金刚石薄膜

以CH₄和H₂为源反应气体，利用电子助进热丝化学汽相沉积（CVD）技术，在Si（100）晶面衬底上成功地得到了织构生长的金刚石薄膜．用扫描电子显微镜、Raman光谱、X射线衍射等多种技术对薄膜的形貌、成分、晶态等特性进行了分析，得到了在热丝CVD实验条件下织构生长金刚石薄膜的最佳工艺条件． 关键词：     

偏硼酸钡低温相晶体在高压下的电学性质与相变

 在金刚石压砧装置上，采用电容和电阻测量方法研究了偏硼酸钡低温相晶体（β-BaB₂O₄）在室温下和16 GPa内的电容、电阻与压力的关系。实验结果表明，它的电容在2.1、4.6、6.4、8、9.5、10.7 GPa左右都有一个突变。这说明β-BaB₂O₄内部的结构状态在这些压力下都发生了变化，可能发生了相变。还发现β-BaB₂O₄样品在较高压力下已发生了非晶化转变，而且是不可逆的，在卸压后被保留下来。这个非晶化转变的压力大约在11~12 GPa。     

金刚石膜的厚度及背表面过渡层对热导率的影响

 采用微波等离子体化学气相沉积（MWPCVD）方法制备金刚石膜，研究了金刚石膜的厚度以及生长初期的SiC过渡层对其热导率的影响，给出了膜厚和背表面SiC过渡层减薄厚度与金刚石膜热导率的关系。     

高温高压金刚石单晶生长界面的研究

 利用扫描电镜及Auger电子谱技术研究了高温高压下金刚石单晶生长界面的特性，观察到了金刚石单晶表面及金属膜表面的沟槽结构及金刚石-金属、金属-石墨两个主界面间的过渡层结构及界面间C原子电子组态的变化。     

材料的微细加工技术研究

在微传感器、执行器、集成光学器件、高分辨探测器等的研究中,材料的非机械微细加工技术是一种必不可少的成型技术。通过相关课题的研究,开展了反应离子刻蚀技术和聚焦离子束精密加工技术研究,进行了金刚石薄膜等材料的微细加工技术实验研究,掌握了基本的实验流程和实验技能。     

冲击引起石墨→金刚石相转变机理的探讨

 通过对冲击引起石墨转变为金刚石两种相转变模型的比较和冲击波在疏松介质中传播特性的分析,研究了在冲击波阵面内形成热斑的机制和引起原子发生异常迁移的机制,进而探讨了在冲击波阵面内,在热斑区,石墨→金刚石的相变过程,以及卸载时金刚石的石墨化过程。     

高效光学加工技术

为验证国产大口径KDP晶体金刚石车床（图1）的加工能力，进行了多次试验。加工的φ150mm小于0．52的铝镜面已达到与俄罗斯机床同等水平。但同时进行的一轮KDP晶体车削试验，结果并不满意，其单次透射波前畸变近4λ，原因可能是KDP晶体的装夹存在问题，导致加工效率不佳。而且加工中还产生周期性波纹，可能是由于机床压缩空气供给系统的周期性启动，造成周期性的压力波动。