张莹
- 作品数：10 被引量：47H指数：4
- 供职机构：武汉工程大学材料科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金湖北省教育厅科学技术研究项目更多>>
- 相关领域：理学金属学及工艺化学工程一般工业技术更多>>
- 不同高浓度气体对金刚石薄膜制备的影响
- 2014年
- 采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,分别制备了CH4/H2体系、CH4/H2/N2体系以及CH4/H2/Ar体系金刚石薄膜。主要采用了扫描电子显微镜(SEM)、激光拉曼光谱(Raman)和X射线衍射光谱(XRD)等方法对不同体系中制备的金刚石薄膜的晶粒尺寸及其品质进行了分析,研究了不同高浓度气体对金刚石薄膜的影响。结果显示:利用高浓度的甲烷可以在很大程度上细化晶粒,制备出纳米晶金刚石薄膜,但是薄膜的非晶相较多,品质下降;加入70%N2,薄膜中的金刚石晶粒生长速度较慢,但可制备出均匀的纳米晶金刚石薄膜;70%的Ar气氛中,金刚石晶粒生长较快,制得的薄膜中的金刚石晶粒是微米级别的。
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- 关键词：微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜氮气氩气
- 微波烧结氧化铝陶瓷的纳米增韧研究被引量：9
- 2013年
- 高纯度氧化铝陶瓷具有极高的机械强度,在航空航天等国防尖端技术领域具有极好的应用前景.针对目前采用普通方法烧结的高纯度氧化铝陶瓷韧性较差的问题,利用圆柱形微波多模烧结腔进行了高纯度氧化铝陶瓷的纳米增韧研究.以氧化铝(质量分数99.9%)、氧化镁(质量分数0.05%)和氧化钇(质量分数0.05%)为基准原料配比,在其中添加不同比例的纳米氧化铝粉末,研究不同比例纳米氧化铝粉末对陶瓷性能的影响.结果表明,当纳米氧化铝粉末添加量达到30%时,高纯度氧化铝陶瓷试样的密度、维氏硬度和断裂韧性分别达到3.92g/cm3、23.2GPa和4.21Pa.m1/2;与未添加纳米氧化铝粉末烧结得到的陶瓷试样相比,密度降低0.5%,但其维氏硬度增加了2.2%,断裂韧性甚至增强了33.7%.
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- 关键词：微波烧结氧化铝陶瓷维氏硬度断裂韧性
- 氢气浓度对掺氮超纳米金刚石薄膜的影响被引量：2
- 2015年
- 采用微波等离子体化学气相沉积法,以甲烷和氮气为气源,通过改变反应气体中氢气的浓度,在硅衬底上沉积出掺杂氮的超纳米金刚石膜。并利用扫描电子显微镜,拉曼光谱仪,X射线衍射仪,霍尔效应测试仪分别对掺杂氮的超纳米金刚石膜的表面形貌,组成结构及导电性能进行了进行表征,重点研究了氢气浓度对薄膜特性的影响。结果表明:随着氢气浓度的增加,薄膜的晶粒尺寸逐渐增大;薄膜的质量提高,且由G峰漂移引起的压应力逐渐减小;薄膜导电性变差。
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- 关键词：微波等离子体化学气相沉积导电性
- 类金刚石薄膜的摩擦性能及其应用被引量：16
- 2016年
- 首先从成键结构的角度分析了DLC薄膜摩擦性能的由来,然后分别从DLC薄膜的沉积工艺(包括制备方法、气源种类和掺杂元素)、摩擦环境条件和基底材料选择等三方面入手,讨论了影响DLC薄膜摩擦性能的主要因素及其影响规律。经过总结发现,通过调节DLC薄膜的沉积工艺可以改变DLC薄膜中sp^2杂化碳的含量以及氢的含量,进而影响DLC薄膜的摩擦性能;真空、惰性气体和低湿环境有利于获得更好的摩擦效果;过渡层和偏压有利于提高DLC薄膜与基底之间的附着力,其摩擦性能也会得到提升。最后对DLC薄膜在机械加工及耐磨器件、光学和电子保护以及生物医学领域的应用进行了综述,并对应用过程中存在的两大问题——DLC薄膜的内应力和热稳定性进行了分析,归纳了一些具体的解决方案,并对DLC薄膜的发展趋势进行了展望。
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- 关键词：类金刚石薄膜固体润滑薄膜附着力
- MPCVD法制备低粒径纳米金刚石薄膜的研究被引量：5
- 2015年
- 采用微波等离子体化学气相沉积法,以Ar/H2/CH4为气源,通过改变气源流量比例和功率,探究生长低粒径纳米金刚石的最佳条件。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对制备出的薄膜的晶粒尺寸和表面形貌进行了表征,并采用拉曼散射光谱仪对薄膜的质量及残余应力进行了分析。结果表明:氩氢浓度比例相对于功率和甲烷浓度等因素对金刚石粒径影响较大;随着氩氢浓度比例增大,金刚石粒径呈减小趋势;金刚石相对于石墨相的含量先减小后增大,且由拉曼G峰引起的拉应力不断增大;膜表面的团聚体尺寸逐渐减小,平整度随之提升。
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- 关键词：微波等离子体化学气相沉积纳米金刚石粒径
- 纳米金刚石薄膜的应用及其研究进展被引量：9
- 2013年
- 以纳米金刚石薄膜的应用为主线,讨论了它在机械、光学、声学、电学等应用领域的优势,以实例分析、证明了其在各领域中所展现出的优异性能。综述了纳米金刚石薄膜在上述应用领域的研究进展,同时从不同方向阐释了其研究应用过程中所存在的不足,并对其今后的主要发展方向进行了展望。
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- 关键词：纳米金刚石薄膜
- 不同氢浓度对超纳米金刚石膜结构及耐磨性影响的研究被引量：2
- 2014年
- 采用微波等离子体化学气相沉积技术(MPCVD),通过在甲烷和氩气的混合反应气源中加入不同浓度的氢气,合成了超纳米金刚石薄膜(UNCD)。利用扫描电镜,拉曼光谱及X射线衍射对薄膜表面形貌,结构进行表征,结果显示,随着氢气浓度的减少,所得到的超纳米金刚石膜的晶粒尺寸减小,金刚石相含量降低,金刚石膜逐步趋向于(111)面生长,并且还观察到以往在制备金刚石膜时从未出现的1 190 cm-1处拉曼峰。利用往复式摩擦磨损试验机对薄膜的耐磨性能进行测试,研究表明,超纳米金刚石硬度和弹性模量随氢气浓度减小而减小,薄膜的磨损率增大,但摩擦系数变化相对不明显。
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- 关键词：微波等离子体化学气相沉积耐磨性
- 温度场对金刚石薄膜质量的影响被引量：4
- 2014年
- 在引进的韩国微波等离子化学气相沉积(MPCVD)设备中,利用氢气和甲烷作为气源,在单面抛光的(100)单晶硅片上研究了不同的形核温度和生长温度条件下制备出金刚石薄膜。通过Raman光谱、XRD光谱和扫描电子显微镜(SEM)对制备的金刚石膜的质量进行表征。研究结果表明,形核温度和生长温度对金刚石膜的生长均有影响。形核温度过低会增大薄膜中的非金刚石相的含量,促使二次形核增加,降低了金刚石薄膜质量。随着生长温度的升高,金刚石中非金刚石相含量越少,金刚石的质量提高,但金刚石的晶面同时也被大量刻蚀。
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- 关键词：MPCVD生长温度
- 低浓度氮气对MPCVD法制备金刚石膜的影响被引量：1
- 2014年
- 利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,在CH4/H2的混合反应气源中加入N2进行了金刚石膜的沉积实验,详细研究了N2浓度对金刚石膜生长的影响规律。使用扫描电子显微镜、激光拉曼光谱仪和X射线衍射仪等设备,表征了金刚石薄膜的表面形貌、相组成及晶面取向。实验结果表明:随着N2体积分数的增加(由0%增加到6%),薄膜中的非金刚石相含量逐渐增大,金刚石晶粒尺寸逐渐减小,晶面取向也由较大的晶面(111)转变成较小的晶面(100);当N2体积分数为4%时,沉积的金刚石膜表面为"菜花"状结构;低体积分数(2%)的N2有利于获得高度取向(100)的金刚石膜。
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- 关键词：微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜氮气
- 超纳米金刚石薄膜的性能和制备及应用被引量：4
- 2014年
- 超纳米金刚石具有优异的物理和化学性质,化学气相沉积法制备超纳米金刚石膜近年来引起了该领域相关研究人员的极大关注。文章对超纳米金刚石与其他CVD金刚石的性质进行了对比,对超纳米金刚石的生长机理进行了简要概述,着重分析了各种化学气相沉积技术制备超纳米金刚石的基本原理、特点及取得的研究成果,最后详细讨论了超纳米金刚石的应用和今后研究方向。
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