热丝法合成金刚石膜

图书标准信息

• 作者 熊礼威、王传新 著
• 出版社 化学工业出版社
• 出版时间 2018-02
• 版次 1
• ISBN 9787122309440
• 定价 68.00元
• 装帧 精装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 106页
• 字数 169千字
• 正文语种 简体中文

【内容简介】

本书首先对CVD金刚石薄膜的性质及应用进行概述；然后对热丝化学气相法沉积金刚石薄膜的形核、生长过程及规律系统地进行研究分析，并对沉积过程中气相化学进行诊断分析，讨论添加辅助气体对气相活性基团的影响以及对沉积金刚石薄膜质量和生长速率的影响；最后介绍热丝CVD金刚石薄膜涂层钻头以及微米、纳米复合涂层金刚石薄膜模具。 

本书适合于高等院校的材料、物理、化学等专业的方向课教学用书，亦可作为相关工程领域尤其是CVD金刚石产业的科研与生产指导书。

【作者简介】

马志斌，武汉工程大学材料科学与工程学院，院长、教授，1991年毕业于武汉大学物理系；1994年毕业于中国科学院等离子体物理研究所获工学硕士学位；2001年毕业于中国科学院等离子体物理研究所获博士学位。多年来主要从事低温等离子体技术和CVD金刚石膜的制备与应用研究。目前正在主持国家自然科学基金面上项目“高气压微波等离子体中电场的测量与调控及其对单晶金刚石生长的影响”，主持并完成国家自然科学基金面上项目“回旋离子束及其与CVD金刚石膜表面作用机理的研究”，武汉市青年晨光计划项目“硬质合金上化学气相沉积金刚石薄膜附着力的增强研究”，湖北省教育厅项目“ 铜镍合金基体上化学气相沉积金刚石薄膜的界面研究”，和湖北省自然科学基金项目“氮化碳单晶体的合成与表征”等纵横向项目，发表SCI、EI研究论文100余篇，获国家发明专利授权10余项。2006年组织申报省级教学研究项目“等离子体技术在材料科学与技术中的应用”实践教学平台的构建，并获立项；2007年组织申报全国高等学校教学研究中心教学研究项目“适应现代工业的材料类实践教学体系的探索和建立”，并获立项；2010年组织材料物理专业申报湖北省首批“战略性新兴（支柱）产业人才培养计划”实施专业，并获得立项建设。获湖北省高等学校教学成果奖三等奖“依托优势学科培养材料物理专业特色人才的探索与实践”。

【目录】

第1章金刚石薄膜的性质1 

1.1金刚石的晶体结构1 

1.2金刚石的物理化学性能2 

1.2.1金刚石的力学性能2 

1.2.2金刚石的热学性能3 

1.2.3金刚石的光学性能3 

1.2.4金刚石的电学性能3 

1.2.5金刚石的声学性能5 

1.2.6金刚石的化学性能5 

1.3金刚石薄膜的CVD制备方法5 

1.3.1热丝CVD法5 

1.3.2微波等离子体CVD法6 

1.3.3直流等离子体喷射CVD法6 

1.3.4燃烧火焰CVD法7 

1.4金刚石的应用7 

1.4.1金刚石在机械领域的应用7 

1.4.2金刚石在热沉领域的应用8 

1.4.3金刚石在光学领域的应用9 

1.4.4金刚石在半导体领域的应用10 

1.4.5金刚石在声学领域的应用12 

1.4.6金刚石在其他领域的应用13 

参考文献13 

第2章金刚石薄膜的沉积原理16 

2.1CVD法制备金刚石膜的原理16 

2.1.1CVD金刚石膜的制备方法16 

2.1.2CVD金刚石膜的生长原理17 

2.1.3CVD金刚石膜生长过程中原子H的作用19 

2.2热丝CVD装置及金刚石膜检测方法20 

2.2.1热丝CVD装置及其工作原理20 

2.2.2金刚石膜的检测方法21 

2.3热丝CVD法制备金刚石膜的前置条件23 

2.3.1热丝的选择与处理23 

2.3.2碳源的选择与影响24 

2.3.3基体材料的选择25 

2.4热丝CVD法制备金刚石膜的形核26 

2.4.1负偏压增强形核26 

2.4.2过渡层增强形核31 

2.4.3基体表面预处理增强形核42 

2.5热丝CVD法制备金刚石膜的生长及其影响因素45 

2.5.1热丝与基体之间的间距对金刚石膜生长的影响45 

2.5.2基体温度对金刚石膜生长的影响47 

2.5.3反应气压对金刚石膜生长的影响50 

2.5.4碳源浓度对金刚石膜生长的影响51 

2.5.5辅助气体对金刚石膜生长的影响53 

2.5.6生长过程中掺杂对金刚石膜生长的影响58 

参考文献60 

第3章化学气相沉积金刚石等离子体诊断62 

3.1气相化学诊断方法62 

3.1.1探针诊断法62 

3.1.2波干涉诊断法63 

3.1.3质谱诊断法63 

3.1.4光谱诊断法63 

3.2Ar/H2/CH3COCH3生长体系的气相化学65 

3.2.1Ar/H2/CH3COCH3生长体系的典型发射光谱65 

3.2.2氩气含量对Ar/H2/CH3COCH3生长体系气相化学的影响67 

3.2.3碳源浓度对Ar/H2/CH3COCH3生长体系的影响70 

3.2.4Ar/H2/CH4生长体系的空间分布73 

3.3Ar/H2/CH4生长体系的气相化学80 

参考文献81 

第4章热丝CVD法在刀具和硬质合金钻头上制备金刚石膜83 

4.1热丝CVD法在刀具上制备金刚石膜83 

4.1.1CVD金刚石膜刀具的研究现状83 

4.1.2三步酸蚀硬质合金刀具基体的研究85 

4.1.3含氧等离子体处理硬质合金刀具基体的研究90 

4.1.4热丝CVD沉积工艺对金刚石膜性能的影响96 

4.2热丝CVD法在硬质合金钻头上制备金刚石膜101 

4.2.1硬质合金微型钻头上沉积金刚石膜101 

4.2.2硬质合金普通钻头上沉积金刚石膜104 

4.2.3电路板上钻孔测试105 

参考文献106