一、铜植入层对硬质合金上金刚石薄膜附着力的影响（论文文献综述）
许幸新,张晓辉,张春林,郑友益[1]（2014）在《YT类硬质合金成形铣刀的金刚石涂层工艺研究》文中提出针对YT15硬质合金B212型成形铣刀片,以两种不同的化学方式对硬质合金基体进行预处理,而后采用热丝化学气相沉积的方法在其表面沉积微米级金刚石薄膜.使用扫描电子显微镜观察金刚石薄膜颗粒的大小及均匀度,激光拉曼光谱仪检测金刚石涂层的成分,压痕法检验金刚石涂层刀片的膜-基附着强度,并就不同预处理的基体表面对金刚石薄膜的质量、附着性能的影响进行分析.结果表明,经预处理后的YT类硬质合金表面粗糙度较YG类降低约10%,采用平行布置热丝方式和现有的沉积工艺在YT类硬质合金衬底涂覆的金刚石薄膜均匀性较好,且经酸碱预处理的金刚石薄膜表现出良好的附着力,附着强度介于6001 000 N,醇碱预处理对衬底表面原有的光洁度损坏较小,有助于细化金刚石晶粒,但膜-基附着强度不高.
黄自强[2]（2012）在《制备CVD金刚石涂层硬质合金刀具中间层的研究》文中认为CVD金刚石薄膜是一种具有高硬度、高弹性模量、高热导率、高化学稳定性、低摩擦系数和低热膨胀系数等诸多优异性能的超硬多功能材料,可谓是工具和耐磨涂层的理想材料。CVD金刚石薄膜用于硬质合金刀具涂层,在非铁材料如钛合金、铝硅合金、有色金属、陶瓷、复合材料等难加工材料的切削加工领域应用前景广泛。但是由于存在金刚石膜／基粘附性能不足的问题,从而制约了其应用。本论文以H2、CH4和TMS（四甲基硅烷）为反应气源,采用偏压增强热丝化学气相沉积法在YG6X硬质合金刀片上分别制备金刚石-碳化硅-硅化钴薄膜和纳米碳化硅薄膜,并以之作为中间层,然后在其上沉积金刚石薄膜,以提高金刚石膜/基粘附性能。采用扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱、金相显微镜、表面轮廓仪、洛氏C压痕试验、摩擦磨损试验、切削试验对薄膜的表面形貌、成分、结构、表面粗糙度以及粘附性能进行了表征。本论文研究的主要结果如下：（1）在制备金刚石-碳化硅-硅化钴薄膜的沉积过程中,金刚石-碳化硅-硅化钴三相随着偏流、四甲基硅烷浓度的变化处于竞相生长的状态。随着偏流的增大,薄膜中的金刚石相含量增多且其晶粒尺寸增大,而碳化硅相与硅化钴相含量都减少；随着四甲基硅烷浓度的增大,薄膜中的碳化硅相含量增加,金刚石相和硅化钴相含量减少。洛氏C压痕试验和摩擦磨损试验结果表明,金刚石-碳化硅-硅化钴三相复合中间层有助于提高金刚石薄膜在硬质合金衬底上的粘附性能。（2）在制备纳米碳化硅薄膜的沉积过程中,随着四甲基硅烷浓度的增大,纳米碳化硅晶体结构由六方转变为立方结构,颗粒形状由球状变为菜花状。洛氏C压痕试验结果表明,在0.1vol.%TMS参数下制备的纳米碳化硅中间层提高了金刚石薄膜在硬质合金衬底上的粘附性能。（3）切削试验结果表明,与未涂层刀具和无中间层的金刚石涂层刀具相比,刀具预处理采用磨刃,Murakami试剂30min,Caro酸60s,在0.075vol.%TMS中间层上沉积的金刚石涂层刀具的切削性能较好,表现在金刚石涂层与刀具衬底间粘附性能较好,磨损速率较小,被切削加工后的工件表面粗糙度较低。
刘敏[3]（2012）在《等离子表面改性技术在刀具材料中的应用》文中提出硬质薄膜已广泛使用于机械加工业、半导体制备与汽车零件产业。纳米复合多层硬质镀膜比起传统硬质镀膜由于具备良好的耐磨与化学稳定性,成为近年来学术研究与工业应用之热门领域。等离子表面涂层技术在提升涂层刀具寿命和效率方面,具有非常好的应用前景。下面介绍离了注入技术。离子注入（ion implantation）是以适当的离子能量与剂量注入靶材,以便对原材料先天不足的电性、机械、物理与化学等进行改性。因此,离子注入技术作为一种重要的材料表面改性手段,在科学技术和工业上得到广泛的应用。这项技术已被用于沉积DLC薄膜,在系统中被用于产生等离子体和薄膜沉积的气体可以是各种碳氢化合物气体。碳氢化合物的离子团在撞击工件表面的同时,会沉积含有一定量氢的类金刚石薄膜。本研究使用Ar、甲烷的混合气体作为工作气体,利用等离了体离子注入沉积设备在刀具材料上制备纳米多层薄膜。除克服在不锈钢基底上难以直接形成碳膜的困难外,还对薄膜的键结构、表面形貌、硬度、附着强度等性能展开研究。并通过调节偏压、Ar及甲烷气体量比率、脉冲宽度与频率,研究工艺参数对薄膜性能的影响,对等离子体注入与沉积制备纳米多层膜进行讨论。对于改性前后体系的化学组成、微观结构以及力学性能的改善进行了系统的研究,并对强化机制进行了相应的探讨。阴极电弧沉积技术具有高离化率、沉积速度快、可使用合金靶材等优点,近年来国内在此技术上已升发出相关系统硬件与商业化镀膜技术。本论文将介绍新开发的阴极电弧沉积系统,制备具有纳米多层结构的氮化铝钛（TiAlN/CrN）薄膜,探讨其微结构、机械性质与工业应用。并讨论了外加磁场和金属网罩产生的均匀内场对这一工艺的改进情况。接着,利用两种方法沉积碳薄膜：（1）过滤阴极电弧沉积；（2）射频等离子体沉积,得到了不同sp3/sp2比的单层与多层结构碳膜。在受控条件下,总应力维持在可接受的水平,同时可以通过形成一个控制层阻止薄膜的分层。并且使用拉曼光谱、扫描电镜、原子力显微镜对这些结构进行了研究。
赵云[4]（2011）在《硬质合金基体上金刚石涂层沉积条件对其结合性能的影响》文中指出随着CVD金刚石涂层的制备技术日趋完善,CVD金刚石涂层工具在汽车、航空和航天等领域具有巨大的应用前景,但要实现CVD金刚石涂层工具的工业应用仍有许多问题需要解决,特别是提高CVD金刚石涂层与基体之间结合性能。本文以提高CVD金刚石涂层与硬质合金基体的结合性能为出发点,研究了硬质合金基体的预处理工艺和CVD金刚石涂层的沉积工艺对膜/基结合性能的影响。本文主要开展了如下工作:1.对于硬质合金基体开展了氢气还原预处理和碱洗酸洗两步法预处理的比较研究,碱洗酸洗两步法比较适合硬质合金基体预处理,利用压痕法评价了硬质合金基体上CVD金刚石涂层的膜/基结合性能,研究了刻蚀深度对膜/基结合性能的影响。最佳的预处理工艺参数为碱洗20 min,酸洗10 s。2.建立了金刚石涂层热应力有限元模型,通过有限元模型研究了各工艺参数对于热应力的影响,有限元仿真的结果显示,沉积温度、冷却速度、膜厚和硬质合金基体前角对热应力的影响较大。3.研究了碳源浓度、沉积温度、沉积时间和反应室气压对硬质合金基体沉积CVD金刚石涂层的形貌、质量和膜/基结合性能的影响。膜/基结合性能最佳的工艺参数范围是碳源浓度为1%,沉积温度800℃850℃,沉积时间6 h9 h,反应室气压1.3 kPa2.3 kPa。
唐达培[5]（2009）在《直流电弧等离子体喷射金刚石膜残余应力及开裂破坏研究》文中指出金刚石膜是一种性能极其优异的多用途功能材料,在机械加工、航空航天、微电子制造等众多领域具有广泛的应用前景。但金刚石膜在制备过程中,过高的残余应力容易引起膜开裂破坏这一问题尚未得到很好地解决。本文以直流电弧等离子体喷射法制备自支撑金刚石厚膜为研究对象,以等离子体炬内外复杂的电、磁、热、力多场耦合变量以及金刚石膜热-力耦合条件下的应力为研究目标,对等离子体的流动和传热以及自支撑金刚石厚膜在制备中各个阶段的应力进行数值模拟,并揭示大尺寸金刚石厚膜发生开裂破坏的原因及其影响因素。主要的研究工作如下:1.以沉积金刚石膜的磁控直流等离子体炬为研究对象,在经典的纳维叶-斯托克斯（Navier-Stokes）流动方程和能量方程中引入多项源项,包括因外磁场和内部自感应磁场引起的洛伦兹力、辐射冷却、焦耳热以及Ar-H2混合等离子体因温度、压强、电场及浓度等梯度引起的对流扩散等,并结合组分质量守恒、广义欧姆定律及麦克斯韦方程组,建立了炬内等离子体的磁流体动力学（MHD）多场耦合模型。对FLUENT软件成功地进行了二次开发,有效地对所建MHD耦合模型中所涉及的流场、温度场及电磁场进行了仿真。得到了在有与无外磁场情形下,等离子体炬内的速度场、温度场和电流密度场,以及炬出口的速度和温度沿径向的分布。2.基于上述等离子体炬内的MHD多场耦合模拟计算结果,将炬出口处的速度、温度等参数的出口条件作为炬外沉积腔内等离子体射流的入口条件,建立了等离子体射流的计算流体动力学模型。利用二次开发后的FLUENT软件对沉积腔内金刚石膜上方的等离子体射流的流动和传热进行数值模拟。得到了等离子体射流的速度场及温度场,同时还得到了金刚石膜上表面温度沿径向的分布,为本文其后对金刚石膜的热-力耦合分析奠定了基础。3.运用膜/基系统在冷却过程中的瞬态热-力耦合模型,考虑了温度与应变之间的耦合效应,对膜/基系统在冷却过程中的温度场和热应力场,以及冷却到室温时的热残余应力场进行了有限元数值模拟。在模拟中,膜/基系统冷却时非均匀温度场的初始条件来自于本文在实际制备条件下的多场耦合计算结果,这使得在热应力场和热残余应力场的模拟结果中,不仅体现了膜/基材料热膨胀系数差异的影响,还体现了膜/基系统内各点温度非均匀性的影响,故所模拟计算的应力结果更加真实准确。基于金刚石膜的热应力场和热残余应力场的模拟结果,分析研究了金刚石膜脱落或开裂破坏的原因,对实际的破坏现象进行了较合理地解释。4.采用单元“生死”技术,对脱离基体时的自支撑金刚石厚膜内热残余应力的再分配进行了研究,定量地得到了金刚石膜热残余应力的释放情况,对求算本征应力提出了有益的意见。5.研究了金刚石膜热残余应力和开裂破坏的一些影响因素,其研究成果对于金刚石膜残余应力的合理控制、制备工艺的改进和成品率的提高等,均有较大的参考价值。
龙剑平,汪灵,张湘辉,常嗣和[6]（2008）在《基底组织对酸蚀预处理工艺及金刚石薄膜特性的影响》文中认为采用原子吸收光谱（AAS）标准曲线法对YG系列硬质合金刀具酸蚀后浸蚀溶液中的Co浓度进行了定量测试;采用洛氏硬度（HRC）计跟踪测试了不同酸蚀时间后刀具硬度的变化;采用扫描电子显微镜（SEM）观察了硬质合金刀具酸蚀前后的组织变化及金刚石薄膜的组织形貌。结果表明:YG类硬质合金刀具基底含Co量越高,基底晶粒越粗大,酸蚀速度越快,酸对基底组织刻蚀能力越强;随着酸蚀时间的延长,硬质合金刀具硬度不断降低,YG6、YG6X、YG8刀具分别在刻蚀300秒、420秒、180秒后出现刀具硬度急剧下降。镀膜结果显示,YG6、YG6X刀具最佳酸蚀预处理时间分别为300秒和420秒;对于YG8刀具,只有增加酸蚀时间以消除或减弱Co的不利影响,但这将导致刀具机械性能显着下降。
宋金亮[7]（2007）在《CVD金刚石薄膜刀具基体表面电化学两步法预处理研究》文中认为YG6刀具是CVD金刚石涂层硬质合金刀具常用的基底材料，其研究的重点是提高膜基结合强度。占基体94％的WC晶体的存在阻碍了酸对钴的进一步酸蚀。Murakami试剂浸蚀碳化钨相，后用酸处理钴相的方法应运而生，我们发现其对硬质合金基体表面腐蚀非常均匀，这导致细小晶粒被严重腐蚀，不利于提高膜基结合强度。基体表面成分、组织结构、表面粗糙度和缺陷等对金刚石薄膜形核、生长取向、薄膜性能有显着影响。本文即基于此，根据电化学抛光和晶体生长的原理使用了一种新颖的电化学处理工艺，并系统研究了几类化学预处理技术对YG6硬质合金基体表面性质及金刚石薄膜的影响，取得以下研究成果和进展：（1）对比精磨镀膜结果与基体表面形貌的分析，系统研究了不同化学预处理工艺对YG6毛坯表面形貌的影响，初步得到了相应的腐蚀时间。研究了几种预处理工艺对YG6毛坯基体表面显微硬度、失重率、去钴深度、表面粗糙度的影响。绘制了四种腐蚀工艺腐蚀时间与显微硬度、去钴深度、失重率和表面粗糙度的曲线。结果显示，直流电化学工艺对提高硬质合金表面粗糙度、最低限度的降低表面机械性能、提高去钴深度和WC失重率、促进成核、提高膜基界面结合强度等方面都有很大贡献。（2）毛坯和精磨YG6刀具经电化学两步法处理后表面结构特征基本相同，二者不同是，精磨由于外表面的表皮使得腐蚀需要相对更长的时间。（3）经交流电化学两步法处理过的精磨YG6刀具基体上没有生长出金刚石薄膜，而是生长出了米粒状的团聚的物质，初步认为可能是纳米级的金刚石晶粒或者层状的石墨结构。层状的团聚物主要集中在大的WC晶粒表面，没有覆盖整个硬质合金表面，可能是因为交流电化学腐蚀的表面形貌不利于成核所致。交流电化学不利于沉积金刚石薄膜和提高金刚石薄膜膜基结和强度。（4）经直流电化学1A处理过的YG6刀具基体上生长出了金刚石薄膜，薄膜形核密度与一步法和Murakami试剂两步法相比要高一些，整体致密连续，晶粒粒度分布均匀，平均粒径约为1微米。（5）直流电化学处理的YG6硬质合金基底上沉积的金刚石薄膜膜基结和性能良好，锥形压头在60公斤载荷作用下，压痕宽度已经扩展到150微米，压痕周围仍然没有明显的裂痕，边缘也没有呈放射状的裂纹，与其他工艺得到的结果相比，提高了膜基界面的结合强度。
龙剑平,汪灵,张湘辉,常嗣和[8]（2006）在《化学气相沉积金刚石薄膜刀具膜/基附着性能研究现状》文中研究表明CVD金刚石薄膜涂层刀具被认为是能最早实现CVD金刚石工业化应用的领域之一。目前,限制CVD金刚石薄膜涂层刀具产品大规模产业化应用的主要原因,是金刚石薄膜与硬质合金基底之间粘附性能较差。如何提高膜/基粘附性能,确保CVD金刚石薄膜涂层刀具优异性能的发挥、涂层刀具的使用寿命和加工性能,已成为材料科学工作者迫切需要解决的问题。介绍了影响CVD金刚石薄膜硬质合金刀具膜/基附着性能的主要因素、改善金刚石薄膜与硬质合金基体之间附着力的途径以及表征膜/基附着力的测试方法等方面的研究成果,并对提高低压气相金刚石薄膜硬质合金刀具膜/基附着性能的研究现状进行了分析。
方莉俐[9]（2004）在《CVD金刚石薄膜涂层衬底预处理方法》文中研究说明概述了CVD金刚石薄膜涂层衬底预处理的基本方法 ,并对一些主要方法作了评述。对于硬质合金类衬底预处理、铜衬底表面预处理、钢铁衬底表面预处理、硅表面预处理 ,提高膜基结合力的途径除有研磨、超声清洗、植晶、化学腐蚀、等离子体刻蚀、沉积中间过渡层等方法外 ,还有优化衬底形状、通过表面扩散感应促进成核等手段
方莉俐[10]（2004）在《金刚石薄膜基体材料的选择及预处理工艺》文中指出论述了CVD金刚石薄膜基体材料的性质,从基体材料与金刚石的热膨胀系数的差异、晶格失配等方面,提出了选择金刚石薄膜基体材料的方法,并对硬质合金、铜、钢、硅等材料的基体预处理工艺作了综述.指出基体材料的选择和预处理工艺是优质金刚石薄膜制备的关键.
二、铜植入层对硬质合金上金刚石薄膜附着力的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、铜植入层对硬质合金上金刚石薄膜附着力的影响（论文提纲范文）
（1）YT类硬质合金成形铣刀的金刚石涂层工艺研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 金刚石涂层成形铣刀预处理工艺 |
| 2 金刚石涂层成形铣刀的制备工艺 |
| 3 金刚石薄膜的性能表征 |
| 3.1 金刚石薄膜的表面形貌 |
| 3.2 金刚石薄膜的成分 |
| 3.3 金刚石薄膜的附着强度 |
| 4 结论 |
（2）制备CVD金刚石涂层硬质合金刀具中间层的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 金刚石薄膜 |
| 1.1.1 金刚石结构与形态 |
| 1.1.2 金刚石薄膜性能与应用 |
| 1.1.3 金刚石薄膜制备方法与形成机理 |
| 1.2 硬质合金 |
| 1.2.1 硬质合金分类 |
| 1.2.2 硬质合金制备与性能 |
| 1.3 金刚石薄膜/硬质合金基体粘附性能 |
| 1.3.1 薄膜/基体粘附性能问题 |
| 1.3.2 改善薄膜/基体粘附性能的方法 |
| 1.3.3 评价薄膜/基体粘附性能的方法 |
| 1.4 中间层的研究现状 |
| 1.5 本论文的研究思路与内容 |
| 2 实验 |
| 2.1 实验设备 |
| 2.1.1 真空系统 |
| 2.1.2 电控系统 |
| 2.1.3 配气系统 |
| 2.1.4 冷却系统 |
| 2.1.5 测温方法 |
| 2.2 实验参数 |
| 2.2.1 热丝碳化 |
| 2.2.2 衬底预处理 |
| 2.2.3 气源、气压与工作温度 |
| 2.2.4 偏压 |
| 2.2.5 形核 |
| 2.2.6 沉积金刚石-碳化硅-硅化钴中间层 |
| 2.2.7 沉积纳米碳化硅中间层 |
| 2.2.8 沉积顶层金刚石薄膜 |
| 2.2.9 切削试验 |
| 2.3 表征方法 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜 |
| 2.3.2 X射线衍射 |
| 2.3.3 电子探针显微分析 |
| 2.3.4 拉曼光谱 |
| 2.3.5 红外光谱 |
| 2.3.6 金相显微镜 |
| 2.3.7 表面粗糙度 |
| 2.3.8 洛氏C硬度 |
| 2.3.9 摩擦磨损 |
| 3 实验结果与分析 |
| 3.1 金刚石-碳化硅-硅化钴中间层及顶层金刚石薄膜 |
| 3.1.1 衬底预处理 |
| 3.1.2 偏流对金刚石-碳化硅-硅化钴薄膜的影响 |
| 3.1.3 四甲基硅烷浓度对金刚石-碳化硅-硅化钴薄膜的影响 |
| 3.1.4 残余应力分析 |
| 3.1.5 金刚石薄膜的粘附性能 |
| 3.2 纳米碳化硅中间层及顶层金刚石薄膜 |
| 3.2.1 衬底预处理 |
| 3.2.2 纳米碳化硅薄膜 |
| 3.2.3 金刚石薄膜的粘附性能 |
| 3.3 金刚石涂层刀片 |
| 3.3.1 刀片预处理 |
| 3.3.2 金刚石涂层 |
| 3.3.3 切削试验 |
| 4 讨论 |
| 4.1 钴的影响 |
| 4.2 金刚石-碳化硅-硅化钴中间层 |
| 4.3 纳米碳化硅中间层 |
| 4.4 金刚石薄膜的粘附性能 |
| 4.5 刀具磨损失效机理 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）等离子表面改性技术在刀具材料中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 插图 |
| 表格 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 硬质涂层 |
| 1.3 等离子体简介 |
| 1.4 等离子技术在薄膜沉积中的应用 |
| 1.4.1 溅射 |
| 1.4.2 等离子增强化学气相沉积(PECVD) |
| 1.4.3 等离子体浸没式离子注入技术(PIII) |
| 第2章 类金刚石膜与多层膜 |
| 2.1 基本原理和性能 |
| 2.1.1 碳 |
| 2.1.2 无定形碳 |
| 2.2 薄膜的合成 |
| 2.2.1 生长机制 |
| 2.2.2 沉积技术 |
| 2.3 多层膜 |
| 2.3.1 纳米多层膜的强化机制 |
| 2.3.2 nc-TiAlSiN薄膜的各元素特性 |
| 2.4 纳米多层膜超硬刀具的应用 |
| 第3章 实验设备与测试方法 |
| 3.1 材料表而改性 |
| 3.1.1 金属材料强化原理 |
| 3.1.2 等离子浸没式离了注入(PIII) |
| 3.2 实验方法及步骤 |
| 3.2.1 实验目的 |
| 3.2.2 制备步骤 |
| 3.3 等离子体注入沉积(PIII-D)设备 |
| 3.4 分析仪器 |
| 3.4.1 SEM |
| 3.4.2 XPS X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopyanalysis) |
| 3.4.3 原子力显微镜(AFM) |
| 3.4.4 X光衍射仪(X-ray Diffraction,XRD) |
| 3.4.5 拉曼(Raman)光谱仪 |
| 第4章 等离子浸没式离子注入合成高结合力类金刚石膜 |
| 4.1 背景 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 结论 |
| 第5章 阴极电弧技术的改良 |
| 5.1 阴极电弧技术 |
| 5.1.1 阴极电弧沉积技术原理 |
| 5.1.2 微粒及微孔隙的形成 |
| 5.2 nc-TiAlSiN薄膜的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 nc-TiAlSiN薄膜微结构形态分析 |
| 5.3.2 nc-TiAlSiN薄膜的化学组态分析 |
| 5.3.3 磁过滤系统对薄膜的影响 |
| 5.4 结论 |
| 第6章 等离子化学气相沉积与阴极弧沉积碳薄膜之比较 |
| 6.1 背景 |
| 6.3 实验过程 |
| 6.3.1 碳薄膜的制备 |
| 6.3.2 内应力测量 |
| 6.4 结果与讨论 |
| 6.4.1 薄膜生长速率 |
| 6.4.2 类金刚石溥膜应力 |
| 6.5 拉曼光谱 |
| 6.6 结论 |
| 第7章 总结 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 本课题创新点 |
| 附录 辉光放电的物理过程 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（4）硬质合金基体上金刚石涂层沉积条件对其结合性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 CVD 金刚石涂层概述 |
| 1.2.1 化学气相沉积概述 |
| 1.2.2 CVD 金刚石涂层概述 |
| 1.2.3 CVD 金刚石在刀具制备中的应用 |
| 1.3 刀具基体的选择 |
| 1.3.1 刀具基体材料类型的选择 |
| 1.3.2 硬质合金基体的概述 |
| 1.4 基体和金刚石涂层的表征 |
| 1.4.1 基体和金刚石涂层形貌的表征 |
| 1.4.2 基体材料成分的表征 |
| 1.4.3 金刚石涂层质量的表征 |
| 1.4.4 金刚石涂层残余应力的表征 |
| 1.5 硬质合金刀具基体金刚石涂层结合性能的国内外研究现状 |
| 1.5.1 硬质合金基体预处理工艺研究现状 |
| 1.5.2 CVD 金刚石涂层沉积工艺研究现状 |
| 1.5.3 CVD 金刚石涂层膜/基结合性能的评价研究现状 |
| 1.6 本文研究的主要内容 |
| 第二章 硬质合金基体金刚石涂层预处理工艺研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 硬质合金基体预处理的特殊性 |
| 2.3 基体预处理方法的初步比较 |
| 2.3.1 氢气还原预处理的初步尝试 |
| 2.3.2 碱洗酸洗两步法 |
| 2.4 硬质合金基体碱洗酸洗两步法刻蚀深度研究 |
| 2.4.1 实验方案设计 |
| 2.4.2 实验结果与讨论 |
| 2.5 两步法工艺对金刚石涂层膜/基结合性能的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 硬质合金基体金刚石涂层热应力仿真研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 金刚石涂层中残余应力的产生及影响 |
| 3.3 热应力的计算理论 |
| 3.3.1 有限元技术 |
| 3.3.2 热量传递的方式 |
| 3.3.3 金刚石涂层热应力有限元计算的理论基础 |
| 3.4 热应力有限元模型的建立 |
| 3.4.1 有限元模型的简化假设 |
| 3.4.2 热应力有限元模型的建立 |
| 3.5 结果分析与讨论 |
| 3.5.1 沉积温度对热应力的影响 |
| 3.5.2 冷却速度对热应力的影响 |
| 3.5.3 涂层膜厚对热应力的影响 |
| 3.5.4 刀具前角对热应力的影响 |
| 3.5.5 刀具后角对热应力的影响 |
| 3.5.6 刀尖圆弧半径对热应力的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 硬质合金基体金刚石涂层沉积工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 HFCVD 法制备金刚石涂层的机理 |
| 4.2.1 CVD 金刚石的成核与生长 |
| 4.2.2 CVD 金刚石的制备过程 |
| 4.3 金刚石涂层生长的影响因素 |
| 4.3.1 碳源浓度 |
| 4.3.2 表面状态 |
| 4.3.3 沉积温度 |
| 4.4 实验方案设计 |
| 4.4.1 所采用的硬质合金基体 |
| 4.4.2 实验方案设计 |
| 4.5 实验结果与分析 |
| 4.5.1 碳源浓度的影响 |
| 4.5.2 沉积温度的影响 |
| 4.5.3 沉积时间的影响 |
| 4.5.4 反应室气压的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文 |
（5）直流电弧等离子体喷射金刚石膜残余应力及开裂破坏研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 金刚石膜概述 |
| 1.2.1 金刚石膜的性能及应用 |
| 1.2.2 金刚石膜制备方法简介 |
| 1.2.3 新型磁控直流等离子体炬的结构和工作原理 |
| 1.2.4 金刚石膜的断裂强度 |
| 1.3 金刚石膜残余应力的研究进展及存在的不足 |
| 1.3.1 数值计算的进展 |
| 1.3.2 实测表征的进展 |
| 1.3.3 现有研究存在的不足 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 新型磁控直流等离子体炬内部的多场耦合分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 磁流体动力学(MHD)多场耦合模型的建立 |
| 2.2.1 基本假设 |
| 2.2.2 控制方程组 |
| 2.2.3 电极鞘层的处理 |
| 2.2.4 模型方程的封闭性及主要目标未知量 |
| 2.3 磁控直流等离子体炬内多场耦合的数值模拟 |
| 2.3.1 模拟区域 |
| 2.3.2 模拟工况及边界条件 |
| 2.3.3 对 FLUENT软件的二次开发 |
| 2.3.4 数值模拟结果及讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 炬外沉积腔内等离子体射流的流动传热数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基本假设及控制方程组 |
| 3.3 研究区域 |
| 3.4 计算工况及边界条件 |
| 3.5 数值模拟结果及讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 大尺寸金刚石厚膜热-力耦合瞬态研究及开裂破坏分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 瞬态热-力耦合模型 |
| 4.2.1 考虑耦合项的弹性体热传导微分方程 |
| 4.2.2 平衡微分方程 |
| 4.2.3 几何方程 |
| 4.2.4 热弹性本构方程 |
| 4.3 瞬态热-力耦合的有限元数值模拟 |
| 4.3.1 研究区域与网格划分 |
| 4.3.2 物性参数 |
| 4.3.3 模拟工况及初始/边界条件 |
| 4.3.4 模拟结果与讨论 |
| 4.4 金刚石膜开裂破坏分析及模拟计算合理性讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 自支撑金刚石厚膜脱膜后的热残余应力再分配研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于单元生死技术的脱膜实现及热残余应力再分配 |
| 5.2.1 单元生死技术在自支撑金刚石厚膜脱膜中的具体实现 |
| 5.2.2 热残余应力再分配结果分析 |
| 5.3 金刚石膜的本征应力 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 金刚石膜热残余应力和失效破坏的影响因素研究 |
| 6.1 基体材料的影响 |
| 6.1.1 引言 |
| 6.1.2 几何模型、有限元网格及边界条件 |
| 6.1.3 常用基体材料的物性参数 |
| 6.1.4 结果分析与讨论 |
| 6.1.5 基体材料的选用问题 |
| 6.2 金刚石膜厚度的影响 |
| 6.2.1 计算模型 |
| 6.2.2 结果分析与讨论 |
| 6.3 金刚石膜半径的影响 |
| 6.3.1 计算模型 |
| 6.3.2 结果分析与讨论 |
| 6.4 中间过渡层的影响 |
| 6.4.1 引言 |
| 6.4.2 计算模型 |
| 6.4.3 结果分析与讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及承担的科研工作 |
（6）基底组织对酸蚀预处理工艺及金刚石薄膜特性的影响（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 实验与测试 |
| 2.1 硬质合金的酸蚀去Co处理 |
| 2.2 酸蚀溶液中Co浓度的原子吸收光谱测定 |
| (1) Co标准溶液的配制 |
| (2) 标准曲线的绘制 |
| (3) 王水浸蚀液中Co浓度的测定 |
| 2.3 镀膜实验 |
| 2.4 性能测试 |
| 3 实验结果与分析 |
| 3.1 刀具酸蚀前后表面组织的SEM观察 |
| 3.2 基底组织对酸蚀预处理速度的影响 |
| 3.3 预处理时间对硬质合金基底机械性能的影响 |
| 3.4 基底组织对金刚石薄膜形貌的影响 |
| 4 结语 |
（7）CVD金刚石薄膜刀具基体表面电化学两步法预处理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究的背景、意义 |
| 1.2 课题来源及工作量 |
| 第二章 金刚石薄膜涂层硬质合金刀具预处理研究现状及研究思路 |
| 2.1 金刚石薄膜镀膜硬质合金刀具发展概况 |
| 2.2 金刚石薄膜镀膜硬质合金刀具表面预处理 |
| 2.2.1 金刚石薄膜镀膜硬质合金刀具表面化学预处理 |
| 2.2.2 金刚石薄膜镀膜硬质合金刀具表面物理预处理 |
| 2.3 硬质合金基体表面特性对金刚石涂层的影响 |
| 2.4 本项目研究思路与方案 |
| 2.4.1 研究思路 |
| 2.4.2 研究内容 |
| 2.4.3 研究方法 |
| 2.4.4 技术路线 |
| 第三章 电化学两步法对硬质合金刀具基体的影响 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 实验样品、设备及试剂 |
| 3.2.2 硬质合金两步法化学预处理 |
| 3.2.3 电化学去钻深度与腐蚀时间的关系测定 |
| 3.2.4 腐蚀时间与硬质合金表面显微硬度、失重率、表面粗糙度的关系测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 两步法预处理对YG6毛坯刀具基底表面形貌的影响 |
| 3.3.2 精磨与毛坯YG6硬质合金刀具电化学处理表面特征分析 |
| 3.3.2 电化学预处理对硬质合金失重率和显微硬度影响 |
| 3.3.3 电化学腐蚀时间与腐蚀深度的测定及其对硬质合金基底的影响 |
| 3.3.4 电化学预处理对硬质合金表面粗糙度的影响 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 电化学预处理对硬质合金刀具沉积金刚石薄膜的影响 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 实验样品、设备及试剂 |
| 4.2.2 镀膜工艺 |
| 4.2.3 表面形貌和膜基结合性能测试 |
| 4.3 电化学处理对硬质合金基底表面沉积金刚石薄膜的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）化学气相沉积金刚石薄膜刀具膜/基附着性能研究现状（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 金刚石薄膜涂层刀具附着性能的影响因素 |
| 2 提高金刚石薄膜刀具膜/基附着力的途径 |
| 2.1 基体材料的选择 |
| 2.2 基体表面预处理 |
| 2.2.1 表面净化与粗化 |
| 2.2.2 表面植晶处理 |
| 2.2.3 表面受力点的优化 |
| 2.2.4 表面热处理 |
| 2.3 减少Co对金刚石沉积的不利影响 |
| 2.3.1 酸刻蚀Co |
| 2.3.2 钝化Co |
| 2.3.3 化学反应置换Co |
| 2.3.4 采用高温烧结WC基底材料 |
| 2.4 添加中间过渡层 |
| 2.5 沉积工艺的合理控制 |
| 1) 沉积温度的控制 |
| 2) 含碳气源浓度的控制 |
| 3) 金刚石掺杂 |
| 4) 合适的薄膜厚度 |
| 5) 沉积后处理工艺的优化 |
| 3 膜/基附着性能的测试方法 |
| 4 结 语 |
（9）CVD金刚石薄膜涂层衬底预处理方法（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 化学气相沉积金刚石膜的制备方法[3] |
| 3 金刚石膜品质评价方法 |
| 4 金刚石薄膜基体材料的选择 |
| 5 衬底预处理方法 |
| 5.1 硬质合金类衬底预处理 |
| 5.2 铜衬底表面预处理 |
| 5.3 钢、铁衬底表面预处理 |
| 5.4 硅 (Si) 衬底表面预处理 |
| 6 特殊的衬底预处理方法 |
| 7 结 论 |
四、铜植入层对硬质合金上金刚石薄膜附着力的影响（论文参考文献）
- [1]YT类硬质合金成形铣刀的金刚石涂层工艺研究[J]. 许幸新,张晓辉,张春林,郑友益. 河南理工大学学报(自然科学版), 2014(04)
- [2]制备CVD金刚石涂层硬质合金刀具中间层的研究[D]. 黄自强. 大连理工大学, 2012(10)
- [3]等离子表面改性技术在刀具材料中的应用[D]. 刘敏. 中国科学技术大学, 2012(03)
- [4]硬质合金基体上金刚石涂层沉积条件对其结合性能的影响[D]. 赵云. 南京航空航天大学, 2011(12)
- [5]直流电弧等离子体喷射金刚石膜残余应力及开裂破坏研究[D]. 唐达培. 西南交通大学, 2009(03)
- [6]基底组织对酸蚀预处理工艺及金刚石薄膜特性的影响[J]. 龙剑平,汪灵,张湘辉,常嗣和. 工具技术, 2008(04)
- [7]CVD金刚石薄膜刀具基体表面电化学两步法预处理研究[D]. 宋金亮. 成都理工大学, 2007(10)
- [8]化学气相沉积金刚石薄膜刀具膜/基附着性能研究现状[J]. 龙剑平,汪灵,张湘辉,常嗣和. 表面技术, 2006(05)
- [9]CVD金刚石薄膜涂层衬底预处理方法[J]. 方莉俐. 人工晶体学报, 2004(06)
- [10]金刚石薄膜基体材料的选择及预处理工艺[J]. 方莉俐. 中原工学院学报, 2004(04)