预处理对金刚石薄膜质量及结合力的影响

摘要：

目的 改善硬质合金表面金刚石薄膜的结合力.方法 采用热丝CVD法在硬质合金基体上制备金刚石薄膜,研究对比喷砂+一步法、喷砂+两步法、AlCrN 过渡层和传统两步法这四种预处理对金刚石薄膜质量及其结合性能的影响.对预处理后硬质合金基体表面的形貌和粗糙度进行分析,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱及洛氏硬度计表征金刚石薄膜的形貌、结构及性能.结果 喷砂有利于在基体表面获得均匀分布的凹坑,提高金刚石的形核密度及均匀性,尤其改善了金刚石颗粒的团聚现象.AlCrN过渡层虽然表面粗糙度不高,但有大量的凸起颗粒,提供了极佳的形核点,也在一定程度上优于传统两步法的表面金刚石形核密度.在金刚石薄膜沉积参数不变的前提下,传统两步法预处理获得的涂层结合力为 HF4级,喷砂结合一步法和两步法获得的结合力分别达到了HF3级和HF1级,但AlCrN过渡层的结合力表现较差.结论 AlCrN 过渡层能阻挡 Co 的扩散,提高了金刚石的纯度,但金刚石膜的内应力较大,结合力差.喷砂和刻蚀复合预处理不仅能提高金刚石的结晶质量和纯度,金刚石薄膜的结合力也得到改善.

关键词：金刚石薄膜、热丝CVD、预处理、结合力、喷砂、硬质合金

所属期刊栏目：47

分类号：TG174.442(金属学与热处理)

资助基金：广东省省级科技计划项目2015B090923006;广州市科技计划项目201604010020,2017010160670Supported by the Guangdong Provincial Science and Technology Plan Project2015B090923006;the Guangzhou Science and Technology Plan Project201604010020, 2017010160670

在线出版日期：2018-02-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：203-210