高品质CVD金刚石的合成及其在刻刀方面的应用研究

论文摘要

本文采用热阴极直流等离子体化学气相沉积（DC-PCVD）方法,以CH4+H2+CO2为反应气体,合成出了高品质、生长速率快的金刚石厚膜。研究了CO2流量对金刚石膜生长的影响,包括表面形貌、晶粒取向、膜的质量、应力和生长速率变化等。研制了一种CVD金刚石石材刻刀,适合于花岗岩及硬质石材上小号字的雕刻。研究了切削速度、进给量、切削深度等因素对刻刀寿命的影响。分析了刻刀的磨损机理和磨损过程。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 1.1 金刚石的结构
• 1.2 金刚石的性能
• 1.2.1 金刚石的力学性能
• 1.2.2 金刚石的热学性能
• 1.2.3 金刚石的电学性能
• 1.2.4 金刚石的光学性能
• 1.2.5 金刚石的声学性能
• 1.2.6 金刚石的化学性能
• 1.3 金刚石膜的应用
• 1.3.1 在刀具方面的应用
• 1.3.2 在紫外探测器方面的应用
• 1.3.3 在声表面波滤波器（SAWF）方面的应用
• 1.3.4 硼掺杂金刚石（BDD）在膜电极中的应用
• 1.3.5 金刚石膜在场发射平板显示器中的应用
• 1.4 金刚石膜的制备方法
• 1.4.1 热丝化学气相沉积法（HF-CVD）
• 1.4.2 微波等离子体化学气相沉积法（MW-PCVD）
• 1.4.3 热阴极直流等离子体化学气相沉积法（DC-PCVD）
• 1.4.4 直流等离子体喷射化学气相沉积法（DC-PJCVD）
• 1.5 本文选题的意义和研究的主要内容
• 第二章 金刚石膜沉积及其生长特性
• 2.1 热阴极直流等离子体化学气相沉积（DC-PCVD）设备简介
• 2.2 实验步骤
• 2.3 各实验参数对金刚石膜生长的影响
• 2.3.1 碳源气体的种类对金刚石膜生长的影响
• 2.3.2 碳源浓度对金刚石膜生长的影响
• 2.3.3 温度对金刚石膜生长的影响
• 2.3.4 电流对金刚石膜生长的影响
• 2.3.5 气压对金刚石膜生长的影响
• 2.3.6 掺杂对金刚石膜生长的影响
• 2.4 本章小结
• 2流量对金刚石膜生长的影响'>第三章 CO₂流量对金刚石膜生长的影响
• 3.1 引言
• 2流量对金刚石膜表面形貌和质量的影响'>3.2 CO₂流量对金刚石膜表面形貌和质量的影响
• 2流量对金刚石膜晶粒取向的影响'>3.3 CO₂流量对金刚石膜晶粒取向的影响
• 2流量对金刚石膜应力的影响'>3.4 CO₂流量对金刚石膜应力的影响
• 3.4.1 内应力的起源
• 3.4.2 内应力的计算方法
• 2流量对金刚石膜应力的影响'>3.4.3 CO₂流量对金刚石膜应力的影响
• 2流量对金刚石膜生长速率的影响'>3.5 CO₂流量对金刚石膜生长速率的影响
• 3.6 本章小结
• 第四章 CVD 金刚石刻刀的磨损机理研究
• 4.1 引言
• 4.2 CVD 金刚石刻刀的制作过程
• 4.2.1 CVD 金刚石膜的选择
• 4.2.2 刀头的制作
• 4.2.3 高频焊接，刃磨
• 4.3 实验部分
• 4.3.1 机床
• 4.3.2 刀具
• 4.3.3 工件材料
• 4.3.4 实验过程
• 4.3.5 实验结果
• 4.4 方差分析
• 4.5 刻刀寿命经验公式
• 4.5.1 单因素实验法
• 4.5.2 正交实验法
• 4.5.3 刻刀寿命的经验公式
• 4.6 磨损和破损机理分析
• 4.7 磨损过程宏观模型
• 4.8 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 摘要
• Abstract