类金刚石膜

摘要： 类金刚石(DLC)薄膜因其硬度高、禁带宽度可调和抗辐射性好等优点成为空间太阳能电池研究的热点材料之一.采用AFORS-HET v2.5,在AM1.5、功率密度100 mW/cm2的太阳光辐照条件下模拟DLC(P)/c-Si(n)/c-Si(n+)异质结太阳能电池的性能.通过改变P型DLC层和n型单晶硅层参数,得到太阳能电池输出性能的变化规律,并解释了性能变化的内在原因,为DLC异质结太阳能电池的性能优化提供了参考与指导.模拟结果表明:该结构太阳能电池的转换效率超过20.07％(开路电压为695.5 mV,短路电流密度为35.11 mA/cm2,填充因子为80.56％).同时研究了DLC(P)/c-Si(n)界面缺陷密度对DLC(P)/c-Si(n)/c-Si(n+)异质结太阳能电池的影响,发现降低界面缺陷密度可以有效提高太阳能电池的性能.

摘要： 类金刚石膜是由sp2键合的石墨与sp3键合的金刚石组成的一类碳膜,具备石墨的润滑特性和金刚石的高硬度,在降低摩擦因数、耐磨等方面具有重要应用价值。但薄膜较大的残余应力以及膜基结合问题的存在,限制了其在机械、电子、医学等范围内的普遍应用。国内外研究表明,掺杂元素、生成过渡层、设计多层膜成为有效改善类金刚石薄膜膜基结合强度的关键技术。介绍了掺杂单一元素、多元素,生成过渡层、设计多层膜等技术在类金刚石薄膜成形、强化中的作用机理,以及使用过程中的优点,如低的摩擦因数和内应力、高的耐磨性、与基体良好的结合性和优越的高温性能等;归纳了这4类技术的不足和待完善之处。提出今后的研究可以向着超厚薄膜、多元素掺杂薄膜、软硬交替多层膜结构的设计发展。优化计算机系统软件,使薄膜形貌、膜厚检测技术更加成熟,这也是以后的研究重点。

摘要： 本文论述了真空分离连接器的真空冷焊发生的场景和机理,总结了真空分离连接器防真空冷焊的措施,并根据基材和镀覆层设计了一款防真空冷焊的真空分离连接器,其中锁紧机构的防真空冷焊措施是采用DLC膜,铝合金头座壳体之间防真空冷焊措施是采用喷砂后阳极氧化再涂覆PI+MoS_(2)薄膜,低接触压力的双曲线簧插孔接触对的防真空冷焊措施是在硬金镀层插针表面涂超低蒸汽压的氟代聚醚脂(PFPE),同时采用低温真空冷焊试验和高温真空冷焊试验的验证了其有效性。

摘要： 采用复合磁控溅射法在高速钢HAP40表面制备了钨(W)/类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)复合膜,通过调整工艺参数获得了5μm厚的复合膜(W层:1.7μm;WXCY层:0.3 μm;DLC层:3μm),重点研究了W/DLC复合膜的结构组分、截面形貌和摩擦磨损行为.结果 表明:W和WXCY复合层的存在有利于降低DL层的生长内应力,改善其界面结合情况;W/DLC复合膜的主要磨损形式为滑动磨损,表面基本没有粘附铝元素,但是会吸附空气中或润滑油中的氧;W/DLC复合膜中存在大量氢原子饱和σ悬键,使复合膜表面被钝化,进而获得低摩擦系数.

摘要： 采用磁过滤阴极真空弧沉积法,在Cu基底表面上制备了以钛(Ti)和碳化碳(TiC)作为过滤层的类金刚石膜层.利用自制的场致发射特性测试设备,研究了类金刚石膜层的场致发射特性.利用拉曼光谱仪(Ra-man)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对类金刚石膜的键合结构和微观形貌进行了表征.研究发现,利用磁过滤阴极真空弧沉积法可以在沉积温度100°C下制备膜基结合力较好的类金刚石膜.沉积速率为15 nm/min.类金刚石膜具有较好的场致发射特性,开启电压约为40 V/μm.Raman分析得到不同基底偏压下的类金刚石膜的I D/I G为1.19～1.57;SEM分析显示薄膜的微观结构上具有微米级突起结构.实验表明,应用磁过滤阴极真空弧方法可以制备出高sp3含量、表面具有微米级突起的类金刚石膜,这种类金刚石膜具有有利于场致发射的特性.

摘要： 负氢离子源已经成为核聚变装置中性束注入加热系统的首选离子源,优异的负氢离子表面转化材料是其中的关键.金刚石膜具有的负的电子亲合势使其具有优异的二次电子发射性能,进而使其成为可能的负氢离子源表面转化材料.在本论文中,介绍了负氢离子源的结构、工作过程和工作模式,在总结金刚石膜的二次电子发射理论和提高金刚石膜二次电子发射性能的方法的基础上,分析了类金刚石膜成为负氢离子表面转化材料的可行性:类金刚石膜以其同时具有的金刚石相和石墨相,兼具良好导电性和优异电子发射性能.在未来的负氢离子源中,类金刚石膜可能会成为用于负氢离子表面转化的优异可选材料.

摘要： 目的研究类金刚石膜(DLC)在不同工况条件下的摩擦性能。方法使用磁控溅射技术,在CoCrMo合金表面沉积掺杂Cr元素的DLC薄膜。通过X射线衍射能谱和拉曼光谱对DLC膜表面的化学成分进行分析,采用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察DLC膜的表面形貌,借助摩擦试验仪测试DLC膜在不同工况条件下的摩擦性能。结果薄膜表面呈现颗粒状结构,且薄膜表面粗糙度在10 nm左右,物相分析表明,DLC薄膜为非晶化结构。在牛血清白蛋白(BSA)和NaCl溶液润滑条件下,DLC/CoCrMo摩擦副的平均摩擦系数(COF)分别趋于0.08,磨损区域存在少量的刮痕;而在干摩擦条件下,摩擦系数曲线表现出由高到低的变化趋势,平均摩擦系数约为0.21,同时在销磨损表面能观察到石墨化转移层。当接触压力为1 MPa时,平均摩擦系数约为0.10;接触压力增加至8 MPa时,平均摩擦系数约为0.08。结论润滑条件下,DLC膜表面悬键被钝化,减小其与配副表面之间的相互作用力,因此摩擦系数较低;干摩擦条件下,石墨化转移层充当固体润滑层,最终导致摩擦系数呈现下降趋势。DLC薄膜对摩擦配副具有明显的减摩效果。

摘要： 为研究钛掺杂对类金刚石薄膜性能的影响,采用磁控溅射制备不同比例钛掺杂类金刚石膜,并通过扫描电镜(SEM)、X-ray光电子谱仪、拉曼光谱仪(Roman)以及洛氏硬度压痕仪等设备对类金刚石薄膜的微观形貌、厚度、sp2-C与sp3-C比例、结合强度以及内应力等性能进行表征.经实验分析发现在类金刚石薄膜中掺杂不同比例的钛元素,薄膜的综合性能有不同程度的提高,膜基结合度提高,薄膜内应力下降.当钛掺杂含量为8.5％时,薄膜与基体的结合情况优异,内部应力由无钛掺杂时的4.5 GPa降至掺杂含量为8.5％时的2.1 GPa.从本文研究中可以得到钛元素掺杂有利的改善了类金刚石薄膜的性能,同时钛掺杂类金刚石薄膜存在一个合适的比例,即掺杂比例为8.5％时,薄膜的各方面性能表现优异.

摘要： 为了提高装饰性硬质膜的综合性能,达到良好的装饰性和使用效果,本文对镀膜过程中偏压对膜发蒙现象和膜厚分布以及Cu掺杂对类金刚石膜(a-C:Cu)性能影响进行了系列研究.研究结果表明,随着偏压增加,试样边缘发蒙现象越严重,而且试样边缘薄膜越薄甚至损伤基体.随着Cu掺杂量增加,a-C:Cu膜表面粗糙度逐渐增加,硬度降低,弹性模量先增加后降低.其中当Cu含量为5.45at.％时,a-C:Cu膜具有最好的综合性能.

摘要： 随着微/纳米技术的发展,制造领域呈现微型化和超精密化趋势,并形成日益巨大的市场.但由于微型器件比表面积大,突出的界面摩擦和磨损现象成为制约其全面发展和应用的瓶颈问题.在机械硬盘领域,为了提高存储密度,实现磁头/盘片接触式滑行,一种利用结构超润滑概念的设计被引入——使用单晶石墨来替代磁头上的类金刚石膜.本文研究了单晶石墨与类金刚石膜之间不同速度下的磨损规律,实现了百微米每秒的速度量级下的极小磨损现象.

摘要： 类金刚石膜具有硬度高、摩擦系数低、耐腐性强、稳定性高等优良性质,是提高铜耐腐性的理想材料.但铜与类金刚石膜之间的结合力差,本文通过制各TixCy过渡层成功解决这一问题.将磁控溅射物理气相沉积与化学气相沉积技术相结合,通过改变过渡层碳靶功率在铜基体上成功沉积类金刚石膜.拉曼光谱测试结果表明,所制备碳膜具有典型的类金刚石结构.划痕实验表明,膜与基体之间的结合强度大.最后通过电化学实验分析了过渡层碳靶功率对类金刚石膜耐腐蚀性的影响.

摘要： 本实验使用石英钟罩MPCVD装置,采用"四步沉积法"在含有Ti原子层的玻璃表面,沉积类金刚石膜.保证其他参数不变,通过沉积温度的改变来研究温度对类金刚石膜表面形貌及光透过率的影响.结果表明,提高沉积温度可减少类金刚石膜表面的团聚,提高平整度,同时,提高沉积温度可提高光透过率,当温度为650°C,光透过率为94.8％.

摘要： 主要针对类金刚石膜存在的内应力大等缺点,通过反应磁控溅射技术制备了掺杂Ti、Zr金属元素的DLC薄膜,将掺杂Ti、Zr金属元素的DLC薄膜与未掺杂DLC薄膜的表面形貌和力学性能进行了比较,结果表明金属的掺杂能够明显降低薄膜内应力,提高薄膜附着力,与含氢DLC膜相比,金属的掺杂还提高了薄膜的硬度,但掺杂后的摩擦系数变大.

摘要： 本文采用PECVD沉积技术,成功制备了不同氟硅含量的类金刚石膜,测试结果表明,不同氟硅含量的类金刚石膜具有不同的摩擦磨损性能。特别是,当氟硅含量分别为4.94 at.％,2.34 at.％时,膜层具有低摩擦系数,但是磨损率高,当当氟硅含量分别为7.61at.％,6.04 at.％时,膜层具有较高的摩擦系数,但是磨损率低。

摘要： 本文综述了装饰涂层的研究现状及用于装饰的DLC涂层的结构、性能和制各方法.简单介绍了采用PVD方法在钛基材料表面沉积一种具有a-C/a-C:W/W/Cr/substrate结构的DLC（类金刚石膜）涂层,该涂层具有表面细腻、光滑和黑色外观等特点,硬度较高,耐磨损性能良好,适合用于高端装饰涂层.

摘要： 采用脉冲辉光放电等离子体气相沉积法和阴极弧放电方法分别以硬质合金K10、硅片、Gcr15钢和316LN不锈钢作为基体,在其表面成功沉积性能优越的DLC膜.利用拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪、光学显微镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机分别对膜层组成和微观结构及力学性能进行了表征.研究发现:通过该种方法可以在不同基体上制备表面光滑致密、摩擦系数低至0.099、sp3含量高达60.7%的DLC膜.无论哪种基体,经过沉积DLC膜后,表面摩擦磨损性能都有较大幅度的提升.

摘要： 类金刚石(DLC)膜是一种含有大量sp3键的亚稳态非晶碳薄膜。简要地介绍了DLC膜的结构、制备方法及其在机械、电子、光学、生物医学等领域的应用与存在的问题。

摘要： 本文综述了模具表面改性的新技术,包括了化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PCVD)、物理气相沉积(PVD)等.重点介绍了模具离子氮碳共渗与沉积类金刚石(DLC)膜复合处理的性能及其应用.

摘要： 一种采用类金刚石复合膜法进行金刚石薄膜平坦化的工艺，步骤如下：1)以单面抛光的硅片为基底，采用常规沉积工艺制备金刚石薄膜；2)在沉积金刚石薄膜的硅片上，采用化学气相沉积法，沉积类金刚石薄膜；3)采用化学机械抛光法，对类金刚石薄膜进行平坦化，从而得到高度平坦化的金刚石薄膜。本发明的优越性是：本发明制备方法简单，具有去除量少、表面硬度小、抛光效率高等优点，消除了各种去除式抛光工艺的缺点，增大了抛光面积，提高了薄膜质量，采用非金刚石粉的磨料可大大降低成本，通过实验证实可以高效率的得到表面粗糙度Ra＜1.5nm的金刚石薄膜，而金刚石薄膜仍保持原有性质不变。

摘要： 本申请提供用物理气相沉积(PVD)方法将纳米金刚石和类金刚石碳共沉积到衬底上的方法，该方法包括：提供衬底，提供离子化碳等离子体的来源，提供纳米金刚石的来源，将纳米金刚石和离子化碳等离子体向衬底喷射以将纳米金刚石和类金刚石碳共沉积到衬底上。本申请还提供包含纳米金刚石和类金刚石碳的复合膜。

摘要： 本发明涉及类金刚石碳膜成膜装置及形成类金刚石碳膜的方法。本发明的使用等离子化学真空蒸镀法的类金刚石碳膜成膜装置，具有用于向由导电性的掩膜材料(3)包围的基体(2)所构成的部件(4)与类金刚石碳膜成膜装置的腔室(5)的侧壁之间施加电压的直流单脉冲电源(6)、叠加用直流电源(26)与/或高频率电源(7)，选择以直流单脉冲电源(6)和上述叠加用直流电源(26)向上述部件(4)施加负的单脉冲电压，或选择向上述部件(4)施加高频率电源(7)的高频率电压，在以掩膜材料(3)包围的上述基体(2)上形成片段结构的类金刚石碳膜。

摘要： 为了以动态化学制造类金刚石碳结构,在密闭容器内加入混合碳相,用载能体使这种碳相进行化学反应,以便作为反应产物生成分散的凝聚态碳。这种反应产物经受原子氢辅助的低温等离子体作用,实现碳向高纯立方晶格结构的相变。用此方法可以得到具有约100%纯度的立方金刚石相的类金刚石碳结构。晶粒大小在5nm和50nm之间的范围内和簇大小的量级在50nm和20μm之间。分散体中的颗粒直径在40nm和500nm之间。本发明碳结构适合用于硬质材料的表面处理,用作电绝缘体或用作传热介质。为此目的把类金刚石碳结构加入悬浮液、分散体、乳状液、喷雾剂、膏剂、油脂、蜡或漆体系中。

摘要： 本申请涉及类金刚石层领域，尤其涉及一种PVD‑CVD联用制备类金刚石膜的方法、类金刚石膜、合金材料及汽车部件。PVD‑CVD联用制备类金刚石膜的方法，先在基材表面通过PVD法依次镀制Cr层、CrW层以及WC层；之后在所述WC层上通过CVD法镀制类金刚石层。类金刚石膜，采用上述PVD‑CVD联用制备类金刚石膜的方法制备而得，类金刚石膜包括依次叠合的Cr层、CrW层、WC层以及类金刚石层，Cr层与基材连接。合金材料，其表面镀制有上述类金刚石膜。汽车部件，其采用上述合金材料制成。本申请通过在基材表面依次镀制Cr层、CrW层及WC层而构成了一个性能渐变的过渡层，使从基材到类金刚石层的性能变化更加缓和，从而减少了“蛋壳效应”的产生，有利于类金刚石层更好的发挥作用。

摘要： 本发明公开了一种硫化锌基体表面镀制类金刚石膜的方法及具有类金刚石膜的硫化锌板，所述的硫化锌基体的面积≥50cm

摘要： 本申请涉及类金刚石层领域，尤其涉及一种PVD‑CVD联用制备类金刚石膜的方法、类金刚石膜、合金材料及汽车部件。PVD‑CVD联用制备类金刚石膜的方法，先在基材表面通过PVD法依次镀制Cr层、CrW层以及WC层；之后在所述WC层上通过CVD法镀制类金刚石层。类金刚石膜，采用上述PVD‑CVD联用制备类金刚石膜的方法制备而得，类金刚石膜包括依次叠合的Cr层、CrW层、WC层以及类金刚石层，Cr层与基材连接。合金材料，其表面镀制有上述类金刚石膜。汽车部件，其采用上述合金材料制成。本申请通过在基材表面依次镀制Cr层、CrW层及WC层而构成了一个性能渐变的过渡层，使从基材到类金刚石层的性能变化更加缓和，从而减少了“蛋壳效应”的产生，有利于类金刚石层更好的发挥作用。

摘要： 本发明公开了一种硫化锌基体表面镀制类金刚石膜的方法及具有类金刚石膜的硫化锌板，所述的硫化锌基体的面积≥50cm

摘要： 金刚石复合膜是属于薄膜技术领域,它是以高频等离子体法制成的类金刚石膜上再以微波等离子体法化学气相沉积而成。涂覆于硅太阳能电池及红外探测器上,具有光学增透效应。本发明解决了此类光电器件的光电转换效应及光透性差的问题,且又有更佳的钝化作用,尤其使硅太阳能电池光谱响应波长范围拉宽,增透率为40%理论值接近,用于红外探测器特别Hgde器件上解决了光透材料,使平均透过率提高。

摘要： 本实用新型公开了一种具有金刚石膜或类金刚石膜的复合散热装置，包括散热基底和安装座，散热基底包括基座和散热片结构，散热片结构设置于基座的上表面上，散热基座由金属支撑件、以及镀于金属支撑件表面上的金刚石膜或类金刚石膜制备而成；安装座上设有由上至下贯穿安装座的安装槽，安装槽的底部四周设有限位凸台，安装座上且位于安装槽的四周设有由上至下贯穿安装座的连接通孔，连接通孔内设有连接螺栓，基座设置于安装槽中，基座的底部四周设有与限位凸台相匹配的限位凹槽。本实用新型相较于现有技术，金刚石膜或类金刚石膜良好的热传导率，结合散热片结构，可以快速散热导热，并增加产品的耐磨性能、韧性和强度。