摘要： 從1980年代化學(xué)氣相沉積(CVD)金剛石膜問(wèn)世,我國(guó)研究人員迅速跟進(jìn),在短時(shí)間內(nèi)從國(guó)家層面進(jìn)行布局,“863計(jì)劃”從1987年啟動(dòng)到2016年落幕。在我國(guó)科學(xué)技術(shù)需要急起直追的年代,“863計(jì)劃”的實(shí)施有力推動(dòng)了我國(guó)CVD金剛石膜技術(shù)的進(jìn)步,直至今天國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃仍然在接力支持CVD金剛石在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究。回顧CVD金剛石三十年的發(fā)展歷程,對(duì)我國(guó)科技戰(zhàn)略的設(shè)計(jì)、科技政策的制定、科研計(jì)劃的落實(shí)、科技成果的實(shí)施等有重要的借鑒意義。

摘要： 本文通過(guò)高分辨X射線衍射(HRXRD)、激光拉曼光譜(Raman)、晶格畸變檢測(cè)等測(cè)試分析方法對(duì)多組高溫高壓(HTHP)Ⅰb、HTHPⅡa和化學(xué)氣相沉積(CVD)型(100)面金剛石單晶樣品進(jìn)行對(duì)比研究。HRXRD和Raman的檢測(cè)結(jié)果均表明HTHPⅡa型金剛石單晶的結(jié)晶質(zhì)量接近天然金剛石,其XRD搖擺曲線半峰全寬和Raman半峰全寬分別為0.015°~0.018°和1.45~1.85 cm^(-1)。晶格畸變檢測(cè)儀的檢測(cè)結(jié)果表明,HTHPⅡa型金剛石單晶的應(yīng)力分布主要有兩種:一種幾乎無(wú)明顯應(yīng)力分布,另一種沿方向呈對(duì)稱(chēng)的放射狀分布,其他區(qū)域無(wú)晶格畸變。HTHPⅠb和CVD型金剛石單晶應(yīng)力分布均相對(duì)分散,晶格畸變復(fù)雜,與其HRXRD和Raman的檢測(cè)結(jié)果相符。進(jìn)一步利用等離子體刻蝕法對(duì)三種類(lèi)型金剛石單晶(100)面位錯(cuò)缺陷進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明,HTHPⅡa型金剛石位錯(cuò)密度為三者中最低,僅為1×10^(3) cm^(-2)。本研究為制備高質(zhì)量大尺寸CVD金剛石單晶的襯底選擇提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

摘要： 介紹了CVD金剛石的發(fā)展現(xiàn)狀及其在滾輪行業(yè)中的應(yīng)用,概述了CVD金剛石的性能特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域,著重介紹了在齒輪磨齒機(jī)滾輪行業(yè)中的應(yīng)用.包括CVD品級(jí)的選取,切割形狀的設(shè)計(jì),與滾輪的匹配等,為行業(yè)相關(guān)從業(yè)者提供參考.

摘要： 目的研究微裂紋缺陷在CVD金剛石涂層中的擴(kuò)展規(guī)律,揭示CVD金剛石涂層微刀具的涂層脫落機(jī)理。方法基于ABAQUS開(kāi)展預(yù)置涂層內(nèi)部豎直微裂紋和涂層基底界面水平微裂紋的CVD金剛石涂層單向拉伸有限元仿真,分析單裂紋和多裂紋擴(kuò)展過(guò)程中裂紋尖端的應(yīng)力分布和應(yīng)力強(qiáng)度因子變化規(guī)律。開(kāi)展CVD金剛石涂層刀具微銑削Ti6Al4V實(shí)驗(yàn),分析刀具的磨損形態(tài)和刀尖的斷面形貌,驗(yàn)證仿真結(jié)果。結(jié)果涂層內(nèi)部豎直微裂紋擴(kuò)展到涂層基底界面時(shí),裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子小于硬質(zhì)合金的斷裂韌性537.6 MPa·mm1/2,大于金剛石的斷裂韌性289.7 MPa·mm1/2,裂紋在界面發(fā)生偏轉(zhuǎn)。涂層和基底界面間的水平微裂紋在擴(kuò)展過(guò)程中裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子小于金剛石和硬質(zhì)合金的斷裂韌性,裂紋沿著界面逐步擴(kuò)展。CVD金剛石涂層刀具微銑削Ti6Al4V后表現(xiàn)出涂層脫落、刀尖破損和崩刃的損傷特征,其斷面表現(xiàn)出穿晶斷裂、沿晶斷裂和微裂紋的形貌特征。結(jié)論涂層脫落損傷主要源于涂層內(nèi)部豎直裂紋擴(kuò)展誘導(dǎo)的涂層斷裂和界面裂紋擴(kuò)展引起的粘接層脫落。涂層內(nèi)部豎直裂紋的競(jìng)爭(zhēng)作用會(huì)抑制涂層斷裂,粘接層水平裂紋間的耦合作用會(huì)加速涂層脫粘。

摘要： 7月9日,國(guó)科大首封本科錄取通知書(shū)寄出。拿起放大鏡,聚焦在一塊CVD(化學(xué)氣相沉積)金剛石單晶片上,你會(huì)在中國(guó)科學(xué)院大學(xué)的本科錄取通知書(shū)里看到“博學(xué)篤志、格物明德”的校訓(xùn)。國(guó)科大材料學(xué)院副院長(zhǎng)陳廣超介紹,由于CVD金剛石的重要性,世界上的先進(jìn)國(guó)家都將這種材料列入到了戰(zhàn)略材料清單中。經(jīng)過(guò)我國(guó)科學(xué)家們30多年的努力,國(guó)際3種制備CVD單晶金剛石的技術(shù)上,有2項(xiàng)是中國(guó)人發(fā)明的。此次在通知書(shū)上使用的CVD金剛石就是依靠中科院的技術(shù)完成的。

摘要： 目前,微波等離子體CVD法被認(rèn)為是一種理想的沉積金剛石的方法。近年來(lái),我國(guó)CVD金剛石行業(yè)加大資金投入,并在MPCVD領(lǐng)域取得了較大進(jìn)展,CVD金剛石產(chǎn)量得到迅速增長(zhǎng)。具體來(lái)看,從2014年的34.5萬(wàn)克拉發(fā)展到2019年,我國(guó)CVD金剛石產(chǎn)量增長(zhǎng)至95.8萬(wàn)克拉以上,且在未來(lái)仍有著一定的增長(zhǎng)空間。而隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,市場(chǎng)需求的持續(xù)增長(zhǎng),我國(guó)CVD金剛石行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模也在穩(wěn)步擴(kuò)大,發(fā)展到2019年已經(jīng)增長(zhǎng)至9750萬(wàn)元以上,與上一年7850萬(wàn)元的市場(chǎng)規(guī)模相比,增長(zhǎng)近24.2個(gè)百分點(diǎn),市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)出高速增長(zhǎng)趨勢(shì)。

摘要： 本文研究制備了可應(yīng)用于高功率CO_(2)激光器的CVD金剛石窗口。首先使用環(huán)形天線-橢球諧振腔式MPCVD裝置沉積制備直徑2英寸(1英寸=2.54 cm)金剛石自支撐膜,然后將膜片雙面拋光,激光切割成矩形基片,再采用蒸鍍法在基片表面制備中心波長(zhǎng)在10.6μm的增透膜,最終制備得到金剛石光學(xué)窗口。采用傅里葉紅外透射譜、熱導(dǎo)儀、爆破試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試了金剛石基片鍍膜前后的紅外透過(guò)率、熱導(dǎo)率和爆破強(qiáng)度。利用自行搭建的光學(xué)平臺(tái),測(cè)試了CVD金剛石基片增透膜能承受的激光功率密度。結(jié)果顯示CVD金剛石基片在10.6μm處的透過(guò)率為70.9%,利用光譜計(jì)算的吸收系數(shù)為0.06 cm^(-1),熱導(dǎo)率>19.5 W/(cm·K),爆破強(qiáng)度>5.62 MPa,鍍膜后的透過(guò)率為99.2%,增透膜可承受的激光功率密度>995 W/mm2。

摘要： 高功率半導(dǎo)體激光器工作時(shí),有源區(qū)會(huì)產(chǎn)生大量的熱,降低激光器輸出功率,縮短使用壽命.金剛石具有高熱導(dǎo)率特性,將其作為過(guò)渡熱沉將提高器件的散熱能力,減少熱阻,提高激光器輸出功率,延長(zhǎng)激光器壽命.本文介紹使用金剛石作為過(guò)渡熱沉的高功率半導(dǎo)體激光器的封裝工藝,測(cè)試激光器輸出特性,進(jìn)行了歸納總結(jié),為對(duì)金剛石熱沉封裝高功率半導(dǎo)體激光器設(shè)計(jì)有需求的項(xiàng)目提供了參考意見(jiàn),具有一定借鑒意義.

摘要： 功能金剛石泛指金剛石的電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)等非超硬耐磨性能,這些優(yōu)異性能,至今尚未得到有效挖掘.文章總結(jié)了金剛石在珠寶首飾、金剛石半導(dǎo)體、電子封裝熱沉材料、BDD電極材料、光學(xué)窗口材料、醫(yī)學(xué)應(yīng)用等方面的研發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀,分析了存在的問(wèn)題,認(rèn)為功能金剛石的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程在不同的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展不太平衡,總體上處于起步階段.功能金剛石研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化水平總體上國(guó)外全面領(lǐng)先,國(guó)內(nèi)全方位跟進(jìn),近幾年國(guó)內(nèi)進(jìn)步較大,特別在HTHP培育鉆石、直流電弧等離子體噴射法設(shè)備以及中低端多晶膜的產(chǎn)業(yè)化方面具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì).在CVD培育金剛石的工程化、銅-金剛石產(chǎn)業(yè)化、半導(dǎo)體金剛石的研發(fā)和工程化以及納米金剛石在醫(yī)藥應(yīng)用研發(fā)方面有明顯進(jìn)展,在納米金剛石鋼的研發(fā)和工程化方面極具創(chuàng)新特色,在納米金剛石潤(rùn)滑油方面填補(bǔ)世界空白.

摘要： 疊加技術(shù)在現(xiàn)代材料科學(xué)中有廣泛應(yīng)用,可用來(lái)制備對(duì)形狀有特殊要求的材料,例如不銹鋼、合金、陶瓷、塑料、金屬一陶瓷復(fù)合材料甚至人造器官等。目前,這種技術(shù)也被應(yīng)用于金剛石制品中。來(lái)自俄羅斯的科研工作者EREMIN等人采用疊加技術(shù),以金剛石粉末為原材料來(lái)制備金剛石薄層。對(duì)薄層進(jìn)行橫截面分析,發(fā)現(xiàn)薄層厚度在7μm左右。