采用微波等离子体CVD两段式低温沉积技术,在700~400℃温度范围内沉积了红外增透性良好的金刚石薄膜,结果表明,采用高甲烷浓度可以实现较低沉积温度下的高密度形核,获得光学平整的金刚石薄膜,施加直流偏压的方法在低温下对金刚石形核的促进作用不明显,实验观测到的最大增透率达20%,最大红外透射率接近80%,可满足不同气氛下金刚石容器的应用

运用动力学蒙特卡洛(KMC)方法从原子尺度对CVD金刚石膜{100}取向在3种不同化学反应模型下的生长进行了仿真.结果表明:(1)以CH3为主要生长组元的生长机制比较适合于{100}取向金刚石膜的生长;(2)对金刚石{100}取向而言,含有双碳基团的模型沉积速度并不比含有单碳基团的模型沉积速度大;(3)在高的生长速率下仍有可能获得表面粗糙度较小的金刚石膜;(4)对Harris模型的仿真结果与其本人的预测结果一致,并与实验结果符合良好

基于钻进过程监测系统在充填土-风化花岗岩地层中对液压旋转钻进的监测数据,对金刚石钻进系统的能量进行了分析.结果表明,钻进系统的能量分布与在普通风化花岗岩地层中的结果一致,黏滞能、动能以及钻进总能量与岩石的风化程度呈负相关,轴力功与岩石的风化程度呈正相关,说明金刚石钻进能量与岩石风化程度具有很好的响应关系.动能、轴力功及黏滞能受钻进方式影响,用于地层识别将受严格的可比条件限制.金刚石钻进比功随岩石风化程度的增强而减少,在不同风化程度的岩层中具有很好的分区性.而且,在充填土及全风化、强风化花岗岩地层中,金刚石旋转钻进比功值明显低于冲击凿碎比功,在微风化的坚硬岩中,旋转钻进比功则明显高于冲击凿碎比功

研究了在微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)条件下,聚乙烯对金刚石在单晶硅衬底上形核的影响.发现预先涂覆在硅衬底的聚乙烯显著地促进了金刚石的形核;提出了聚乙烯促进金刚石形核的机理和具有SP3杂化结构的含碳活化粒子过饱和度概念及其促进金刚石形核的观点

采用显微硬度测试方法,研究在单晶硅衬底上沉积厚度仅为0.09-0.56μm的磁控溅射类金刚石碳膜的力学性能。结果表明,溅射碳膜的硬度随溅射工艺参数呈规律性变化,且可以和碳膜的类金刚石性质以及碳膜结构的SP3和SP2成分的变化相联系。采用Johnson复合硬度模型进行的分析表明,溅射碳膜的真实硬度在HV6000-6600之间,比天然金刚石的硬度略低。溅射类金刚石碳膜具有明显的压痕尺寸效应(ISE),其指数约为m=1.9

对微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)的硅衬底金刚石薄膜,做了在液氮温区注入载流子,升温测其电流-温度关系的实验.观察到as-grown样品有明显的热激发电流峰.重复实验时,峰基本消失.经氢等离子体在~900℃处理2.5h后,再重复实验,该峰又出现.推断热激发电流峰是由硅衬底金刚石薄膜内氢致陷阱中的载流子撤空引起的.这些能级在金刚石禁带中的陷阱是可以通过适当热处理消除的

讨论了在采用直流电弧等离子体喷射CVD工艺沉积大面积无衬底自支撑金刚石厚膜时遇到的若干技术问题.在制备过程中经常出现的膜炸裂现象,主要是由于膜和衬底材料线膨胀系数差异引起的巨大热应力,而衬底表面状态的控制、沉积过程中工艺参数的优化和控制也是一个重要的因素.因此,必须对整个金刚石厚膜沉积过程进行严格而系统的控制,才能有效地保证获得无裂纹大面积金刚石自支撑厚膜

采用固体粉末渗硼工艺,研究了YG6硬质合金刀片表面渗硼预处理对金刚石涂层附着力的影响.研究结果表明:YG6硬质合金刀片通过粉末固体渗硼,表面生成具有较好高温稳定性的、以CoB为主的渗层,克服了金刚石沉积中基底表面钴的不利影响,使得经渗硼处理的YG6刀片试样金刚石涂层附着力优于酸浸预处理试样

研究了950 ℃保温6 min时Fe对金刚石的刻蚀反应.用AES微区成分分析给出了金刚石晶格中的C原子，自金刚石与Fe的相界面溶入Fe中的分布，并通过AESCKLL谱确认了溶入Fe中C的存在状态是石墨，而无碳化物相形成

应用实际工作状态的边界条件计算了金刚石膜中的热应力分布,并用实验手段进行了验证.结果认为,金刚石膜的热应力沿径向是不均匀的,中间的热应力要比边部的大,主要是压应力.这种很大的压应力,容易引起金刚石膜的炸裂