一、脉冲高能量密度等离子体法类金刚石膜的制备及分析（论文文献综述）
刘祎[1]（2021）在《氢在碳材料中的行为研究》文中提出现在高速发展的世界,新能源的寻找任务十分紧迫,聚变热核反应作为一种可以产生高额能量产出的物理反应,是一种不产生核废料的清洁反应,成为一种理想的能量来源。氢及其同位素是聚变反应中的关键物质。与常规化石能源不同,氢作为一种二次能源,需要通过能量的转化从其他能源中制取。作为一种能源,氢具有很多优秀的特点。而在聚变热核反应中,碳材料是一种常见的面向等离子体材料（Plasma Facing Materials,PFM）,经常与氢离子（质子）直接接触,其优势在于其活性低、热导率高、相对低Z元素它的成本低、相对高Z元素对等离子体的运行影响小。碳在自然界有两种重要的晶态方式:sp3杂化与sp2杂化,组成金刚石的化学键是以sp3键的微观电子云存在;石墨的化学键是以sp2键的微观形态结合。可以看到氢与不同碳基材料的相互作用具有特别的理论研究价值。基于探究氢与碳基材料的相互作用目的,本文工作包含两个主要部分:第一部分为金刚石的气相生长技术和氢离子注入实验,第二部分为基于第一性原理软件Materials Studio 2019的对微观建模的石墨与金刚石材料进行氢滞留模拟。在第一部分中,通过热丝化学气相沉积在石墨样本表面制备了金刚石薄膜,并且一系列表征办法对金刚石薄膜品质进行了表征分析。在薄膜样品中出现了天然金刚石的本征峰,并且存在少量非金刚石组分,说明实验成功在200×200×10 mm的石墨表面实现了金刚石化。之后,将下列两种样本:石墨样本、热丝化学气相沉积法制备了人造金刚石薄膜的样本,表面经200e V氢离子辐照10小时分别进行了氢离子注入实验,再通过表征手段分析获得的实验结果,得到结论:氢离子刻蚀后,石墨中的缺陷明显增加;在氢离子注入实验中,金刚石中的小颗粒和石墨成分将优先被刻蚀,而FTIR光谱中的C-H峰对比石墨明显减弱,对比石墨样本,说明抗氢蚀能力的提高,制备了金刚石薄膜的石墨表面氢滞留降低;在石墨表面沉积的人造金刚石薄膜在氢离子注入下可以有效地保持结构稳定,说明在石墨表面沉积的人造金刚石薄膜能够提高材料抗氢离子刻蚀性能。在第二部分中,使用Materials Studio 2019软件进行仿真模拟,核心内容是构建了体内氢滞留条件下的石墨（110）、体内氢滞留条件下的石墨（002）、体内氢滞留条件下的金刚石（111）和体内氢滞留条件下的金刚石（110）四种超胞（supercell）模型并切割出表面,并对各个结构进行了中精度的Geometry Optimization操作,后续计算并导出了差分电荷密度场、布居分布等数据。根据导出的模拟数据,分析氢对石墨/金刚石两种材料的微观影响。我们得到:氢通过改变了石墨的局部结构,并以与某些碳原子形成电子交流的方式滞留在石墨材料中;相比于石墨（110）结构,石墨（002）结构的氢滞留对本身的石墨层状结构影响更小;sp2杂化层状结构下可以滞留氢原子,但对于金刚石而言氢的滞留需要额外付出很大代价,如结构代价和能量代价,即想要在金刚石材料的前提下滞留一个氢需要的能量比在石墨中大得多;对氢原子不施加阻力的情况下,氢可由金刚石体内“运动”到了表面才令整体能量降为最低。结合第二章中两个实验获得的结论和第三章中软件模拟得到的结果,可以给氢离子注入实验的结论提供微观的理论支持,做出进一步阐释,证实了氢与两类碳基材料微观的相互作用,为新型PFM的开发提供了可靠思路。
许平[2]（2020）在《CVD金刚石膜辐射探测器的研制与性能研究》文中研究表明随着核技术的广泛应用,核辐射探测器所面临的应用环境也变得越来越苛刻。辐射防护及辐射环境的安全可控也变得越来越重要。传统的半导体材料如硅（Si）、锗（Ge）、砷化镓（GaAs）、碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等制成的半导体核辐射探测器,已经难以满足核裂变、核聚变、加速器、外太空等高温、高辐射环境下安全服役的要求,必须寻找新的材料制作新一代核辐射探测器。金刚石具有优异的光、电、热、机械及抗辐照性能,己成为制作新一代辐射探测器的首选材料。探测器级金刚石膜的制备、金刚石探测器的研制、各种辐射环境中金刚石膜探测器的应用,已经成为国内外辐射探测技术领域比较热门的课题。由于辐射探测技术往往与国防建设等有着直接密切的关系,目前人工合成高品质的金刚石及金刚石探测器核心技术,主要掌握在奥地利、美国的少数几家公司手中,我国使用的一些高品质金刚石探测器依赖于进口。研制用于强辐射环境下的高品质金刚石探测器,掌握自主知识产权,有利于实现核心部件的国产化。本文简要阐述了核辐射的概念、四种常见核辐射的探测原理、三类辐射探测器及探测器主要的性能指标、金刚石探测器的三个优势特点。重点介绍了国内外金刚石探测器相关的研究进展,通过分析金刚石探测器对带电粒子、中子探测的工作原理、金刚石探测器的性能指标、制作方法等,归纳总结出了金刚石探测器的制备所面临的难点和解决办法。最为突出的困难是:人造金刚石膜是有缺陷的晶体材料,材料品质难以达到探测器理想性能的要求。解决办法一是优化制备工艺过程参数提高金刚石膜的纯度并减少晶界缺陷,满足探测器的要求。二是设计制备多样化的金刚石探测器电极结构,满足不同环境安全服役的需求。本文采用优化了的电子辅助化学气相沉积装置（Electron Assisted Chemical Vapor Deposition,EACVD）制备了探测器级金刚石膜。依据各种服役环境的需求,研制了X射线、中子、磁脉冲等三种金刚石膜探测器。并分别在Z箍缩X射线、核聚变中子辐射、大脉冲电流强磁场辐射环境下,进行了一系列探测、实验评价。本文采用蒸发率明显低于钨、热电子发射率要比钨高近1个数量级的钽热丝替代原EACVD装置中的钨热丝,并将钽热丝阵列丝间距优化减至4mm、热丝均匀等离子体面积优化增至60mm×60mm;将原EACVD装置中的沉积台冷却水道优化为环状细流道,以提高金刚石膜沉积台温度均匀性;将原EACVD装置中的直流放电模式优化为脉冲放电模式,抑制电弧放电以减少热丝溅射形成的膜杂质,并制备出了晶粒尺度达百微米级的高纯度金刚石膜。针对Z箍缩装置X射线探测的特点,本文将叉指宽度为25μm、相邻叉指间距为25μm的叉指电极,印在60mm×60mm×500μm的晶粒尺度百微米级高纯金刚石膜上,制成X射线探测器,并在Z箍缩强X射线装置上进行了实验测量,验证了该金刚石探测器具有良好的鲁棒性,可应用于高能量脉冲X射线探测。本文采用4.5mm×4.5mm×500μm的单晶金刚石膜和由一个平板金电极与一个轨道形金电极形成的三明治结构,研制出了用于氘氚聚变中子探测的金刚石中子探测器。电场分布数值模拟结果表明该结构电极附近电场明显增强,单位面积的电极收集的电流强度也增强了2倍;在30kV/cm的电场下,实测的探测器暗电流小于0.1nA;该探测器测量的D-T聚变中子源通量约为7.5×105/（s.cm2）,并测到了中子能谱12C（n,α）9Be反应的中心为8.28MeV的特征峰,其能量分辨率优于1.69%;同时还检测到了一个中心能量为6.52MeV的12C（n,n’）3α反应特征峰,其能量分辨率大于7.67%。本文采用优化后的EACVD装置制备了厚度为20μm的多晶金刚石膜作为基体和绝缘材料;利用金刚石膜正反表面上刻印内径、宽度和厚度分别为0.8 mm、50μm和1μm的金环组成两个对称的差分回路研制出了差分磁探针。脉冲磁场的实际测量结果表明,该差分磁探针信号匹配符号反转、显示了良好的共模抑制比、具有ns级时间分辨率和mm级空间分辨率。
舒程路[3]（2020）在《小孔径拉丝模具CVD金刚石涂层的制备与工艺研究》文中指出通过热丝化学气相沉积法将金刚石沉积到YG6硬质合金拉拔模具内孔表面,能够极大地提高拉拔模具的耐磨性能和使用寿命。然而由于内孔温度场分布等工艺条件限制,CVD金刚石涂层仅在孔径3mm以上的拉拔模具中实现广泛地应用。本文将仿真与实验相结合,探索在孔径为1.2mm的硬质合金拉丝模具内孔制备金刚石涂层的工艺方法。主要研究内容及成果如下:（1）根据实际沉积过程建立三维仿真模型,采用Comsol Multiphysics仿真软件对三种热丝排布方式下模具温度场进行讨论,两侧交叉布丝法能够得到更加均匀的内孔温度分布。以两根热丝直径和热丝与模具间距为因子,设计L9（34）正交仿真实验对热丝工艺参数进行仿真优化。（2）采用仿真优化后的两侧交叉布丝法工艺参数,进行小孔径拉丝模具内孔金刚石涂层制备实验,并用热电阻测温以验证仿真效果。结果表明:仿真误差为1.25%,仿真对实验有一定指导作用。在模具内孔检测到金刚石成分,均匀地内孔温度分布使模具三个关键区域的金刚石涂层厚度趋于一致。（3）为进一步提高金刚石涂层质量和厚度,在两侧交叉布丝法的基础上引入模具直流负偏压,选取-50V、-100V和-150V三种偏压大小进行单因素实验。随着偏压的增大,金刚石涂层非晶碳含量下降,（100）晶面更加显着,晶粒尺寸与涂层厚度也随之增大,涂层与衬底结合强度更高。对比三组实验结果得到最优偏压参数为-150V。（4）采用固结磨料线抛光对未施加偏压和施加负偏压-150V的金刚石涂层拉丝模具进行抛光。抛光过程中未施加偏压的模具金刚石涂层发生脱落,采用偏压增强热丝CVD制备的金刚石涂层与模具结合力较好。再用游离磨料对后者进行半精抛,最终金刚石涂层表面粗糙度Ra为0.1μm,达到模具线材拉制的要求。
苏俊宏,葛锦蔓,徐均琪,吴慎将,陈磊[4]（2015）在《类金刚石薄膜及其进展》文中进行了进一步梳理为了使研究者能更详细地了解类金刚石（DLC）薄膜的研究现状,综述了类金刚石薄膜的特性及应用,分析对比了目前常用的一些类金刚石薄膜的制备方法,包括物理气相沉积法（PVD）和化学气相沉积法（CVD）,并对类金刚石薄膜的抗强激光损伤特性以及提高其激光损伤阈值的方法进行了论述。结果发现,利用PVD法制备的DLC膜的硬度可以达到40GPa80GPa,且薄膜的残余应力可以达到0.9GPa2.2GPa之间,而CVD法则由于反应气体的充入导致类DLC薄膜的沉积速率大大降低,故使用率不高。同时,优化膜系的电场强度设计,采用合理的制备工艺,进行激光辐照后处理,施加外界电场干预均可有效地提高DLC薄膜的抗激光损伤能力,且目前的DLC薄膜的激光损伤阈值可达到2.4J/cm2。
苏静杰[5]（2015）在《新型MPCVD装置的设计及金刚石膜的制备与介电性能研究》文中研究表明高品质金刚石膜材料在现代技术的各个领域中都有着重要的应用前景。而作为高品质金刚石膜首选的制备方法,微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术近年来已逐渐走向成熟。但是,相比于美、欧、日等国,我国在高品质金刚石膜的MPCVD制备装备、制备技术方面一直处于落后状态,严重制约了高品质金刚石膜在我国众多高技术领域中的应用。为推动我国MPCVD金刚石膜沉积技术的发展和高品质金刚石膜在各领域中的应用,本文以高功率MPCVD金刚石膜沉积装置的研制入手,继而开展了高功率下高品质金刚石膜制备工艺以及金刚石膜微波介电性能与其质量相互关系的研究。通过对MPCVD金刚石膜沉积装置谐振腔内等离子体分布、电磁场分布和气体温度分布的数值模拟,本文提出了一种新型穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置。该装置具有以下的优点：（1）石英微波窗口距离等离子体较远,可避免高功率下被等离子体刻蚀的危险；（2）拥有双调谐机制,可以方便有效地实现等离子体分布状态的调节；（3）拥有极佳的真空性能,静态升压法的测试显示,装置的真空泄漏率仅为3.7×10-6Pa·m3·s-1左右；（4）拥有优异的水冷设计系统。实验表明,综合了以上优异性能的新型穹顶式MPCVD装置适合于高微波输入功率下高品质金刚石膜的制备。在新型穹顶式MPCVD装置成功建立的基础上,本文开展了高品质金刚石膜最优制备工艺的探索,研究了包括沉积温度、甲烷浓度和气体流量三个重要的工艺参数对金刚石膜表面形貌、沉积速率、品质以及取向变化的影响,并研究了装置的真空泄漏率对于高品质金刚石膜制备的影响。研究结果表明,对于新型穹顶式MPCVD装置而言,当沉积温度处于1030℃附近,甲烷浓度处于3.5%附近,气体流量大于100sccm时,最有利于高品质金刚石膜的制备；装置的真空性能会极大地改变金刚石膜的品质,即良好的真空密封性能是MPCVD装置制备高品质金刚石膜的关键之一。但另一方面,装置真空密封性能的改善却会显着降低金刚石膜的沉积速率。使用新型穹顶式MPCVD装置,在优化的工艺条件下,实现了9.2kW高功率下高品质金刚石自支撑膜的成功制备。检测结果显示,高品质金刚石膜呈现为无色透明状态,光学吸收边约为223nm,其Raman谱金刚石特征峰的半高宽为2.0cm-1,氮杂质含量不足1ppm,在6.5-251μm的红外波段内光学透过率大于70%。这表明,本文制备的金刚石自支撑膜拥有着极高的品质,同时也充分显示了新型穹顶式MPCVD装置在高功率下长时间运行制备高品质金刚石膜的能力。最后,本文建立了一种分体圆柱谐振腔式低损耗薄膜介电性能测试装置,并对不同质量、不同方法制备的金刚石膜在Ka波段内进行了微波介电性能测试。研究表明,四个金刚石膜(1#、2#、3#和4#的Raman谱半高宽值依次增大,对应的金刚石膜品质依次恶化。随着四个金刚石膜品质的降低,它们的介电常数值依次增大,但其微波介电损耗角正切值却呈现出2#、3#和4#三个样品依次增大,而使用其他分析手段证明的品质较好的1存样品的介电损耗角正切值略高于2#样品的情况。研究表明,1#样品的微波介电损耗角正切值略高于2#样品的原因可能与1#样品的表面存在孔洞和内部存在黑色组织缺陷有关。上述测试结果一方面证明了MPCVD方法制备的金刚石膜可具有较低的介电损耗,同时也证明了金刚石膜的介电损耗与其微观结构密切相关。在今后的研究中,应该对黑色孔洞型缺陷的形成机理、影响因素以及屋顶型孪晶组织对该类缺陷及金刚石膜介电性能的影响展开进一步的系统研究。
吴俊[6]（2013）在《回旋离子束与CVD金刚石膜作用机理研究》文中进行了进一步梳理CVD金刚石膜由于其优异的物理化学性质而广受关注,但是CVD法制备的金刚石膜表面较为粗糙,引起了一系列的问题,如较强的光的散射,较低的光的透过率等,这些不足严格限制了其应用范围,且其超高硬度,使得刻蚀抛光金刚石膜成为一项技术难题。本研究中提出了一种新型的CVD金刚石膜的刻蚀抛光方法—利用在非对称磁镜场ECR等离子体装置中产生的回旋离子束刻蚀CVD金刚石膜,充分利用了等离子体抛光法能降低对金刚石膜的污染,可对非平面表面进行原位刻蚀,且其操作温度低等优点,同时可有效利用离子的回旋特性对大面积金刚石膜进行均匀刻蚀。基于上述原理,本文开展了以下几个方面的工作：1、采用离子灵敏探针对离子参数进行了测量,研究了气压和磁电加热电压对离子参数的影响,在优化的参数条件下,对CVD金刚石膜进行了刻蚀研究,进一步进行了机械抛光,并对刻蚀和抛光效果进行了分析。发现：金刚石膜刻蚀主要集中在晶面和晶棱,晶界受到离子轰击刻蚀的程度相对较小,表明回旋离子束在增强刻蚀凸出晶棱和晶面的同时,还减少了对凹面晶界的刻蚀,从而降低了金刚石膜的表面粗糙度；刻蚀后非金刚石相的含量有一定的提高,表面粗糙度由3.525μ m降低至2.512μ m,表明氧离子束在刻蚀金刚石的同时也伴随着非晶碳的形成,且其刻蚀效果显着；刻蚀后进一步进行机械抛光加工,非金刚石含量大幅度降低,表面粗糙度由2.512μ m降低至0.517μ m,下降幅度较大,表明氧回旋离子束的刻蚀作用有利于金刚石膜的后续加工,且其对金刚石的结构破坏只是发生在金刚石膜的表面,对金刚石厚片的性能没有影响。2、研究了金刚石膜中的氮对等离子体刻蚀的影响,对比了刻蚀前后的表面形貌和粗糙度,建立了相应的刻蚀模型,说明了氮杂质对刻蚀的影响机制,发现：（1）对于未掺氮金刚石膜,离子做回旋运动刻蚀金刚石表面的晶粒,离子主要作用于（111）晶面,以致于晶粒坍塌,表面粗糙度由3.061μ m下降至1.083μ m,下降幅度较大,刻蚀效果十分明显；（2）含氮金刚石膜的刻蚀优先出现在晶棱处,继而刻蚀晶面,对比于未掺氮金刚石膜的刻蚀现象,说明掺氮引起的缺陷在金刚石膜晶棱处富集,使得对晶棱的刻蚀相对较为容易；（3）含氮金刚石膜的表面粗糙度由4.761u m下降至3.701μ m,刻蚀效果相对较差,这主要是由于掺氮金刚石膜晶棱处电子发射对鞘层中离子的运动产生干扰,加强了离子对晶棱的刻蚀,而对（111）晶面的轰击刻蚀则相对较弱,其表面粗糙度下降幅度相对较小。3、研究了磁场位形、气压、基片台温度和基片台大小对CVD金刚石膜刻蚀的影响,对比了不同条件下金刚石膜刻蚀前后的表面形貌,其结果表明：（1）随着D组线圈电流的增大,磁场位形发生变化,腔体下游磁场增强,磁场对带电粒子的约束作用增强,离子和电子温度提高,等离子体密度增大,鞘电压增大,刻蚀时冲向金刚石膜的离子通量提高,同时晶棱处发射电子能力增强,进一步引导离子轰击金刚石晶棱,在较大通量和能量的离子轰击下,晶面和晶棱同时受到较大程度的破坏,刻蚀效果十分显着；（2）随着气压的增大,离子和电子温度以及等离子体密度先增大后减小,从而导致刻蚀时冲向金刚石膜表面的离子通量和能量也出现相应变化,在对应条件下刻蚀后的金刚石膜,其表面粗糙度也相应地呈现先增大后减小的变化趋势；（3）随着基片台温度的升高,金刚石膜表面反应活性增强,离子刻蚀反应阀能降低,同时,温度的升高也导致金刚石膜表面的热解吸,离子对晶粒的轰击作用更加显着,晶棱和晶面上同时受到较大程度的刻蚀,由此产生的刻蚀坑也较大,金刚石膜的表面粗糙度出现较大幅度的下降；（4）基片台越大,对等离子体中粒子的扩散运动阻碍愈加显着,轰击金刚石膜表面的离子通量较小,而减小基片台则使得金刚石膜受到更多更高能量的离子轰击,同时较高的电子温度使得鞘电压较高,垂直轰击金刚石膜表面方向的氧离子能量较大,垂直刻蚀加剧,金刚石膜表面出现再沉积现象。
刘敏[7]（2012）在《等离子表面改性技术在刀具材料中的应用》文中指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。
李景[8]（2010）在《聚酯圆筒内表面阻隔DLC薄膜制备及性能研究》文中研究指明近年来随着食品、药品、饮料等包装容器向轻型化、安全化、塑料化方向发展,为延长产品的保质期,对以聚酯（PET）瓶为代表的包装容器的气体阻隔性能不断提出了新的要求。DLC薄膜由于具有良好的光学透明度、化学惰性以及高的气体阻隔性能等特点,已成为了国内外气体阻隔功能薄膜研究的热点。为了提高圆筒状PET材料的气体阻隔性能,本文提出了磁场增强直流射频复合等离子体增强化学气相沉积的方法在圆筒状PET内表面制备了DLC薄膜。利用PIC/MCC等离子体数值仿真的方法验证了直流射频复合技术同轴筒状布局的放电行为,并且采用实验的方法分析了反应腔体等离子体放电的均匀性,提出利用磁场增强的方法来改善放电的均匀性。在此基础上在PET圆筒内壁沉积制备了DLC薄膜,利用扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、光学轮廓仪等手段分析了膜层的组织和结构;利用紫外可见光分光光度计、基体拉伸试验法、气体透过率测试仪、接触角分析仪与浸泡试验的方法系统研究了膜层的均匀性、结合力、阻隔性能以及稳定性。提出了小型多工位瓶体内表面镀膜样机的设计与实施方案,为规模化生产提出了依据。同轴筒状布局等离子体放电行为的PIC/MCC数值模拟结果表明,直流基值电压的引入可以改善外部电极鞘层厚度和鞘层两端的电压,实现了到达外部电极的离子能量的调节。通过增大射频振荡电压幅值,增大离子密度,使得外部电极鞘层厚度降低,鞘层电压增大,提高到达外部电极处离子能量。工作气压的变化可以增大电子密度和离子密度,降低到达外部电极离子的能量。通过直流电压模块与射频电压输出模块的有效复合,实现了射频电压幅值以及直流基值电压的独立调控。朗缪尔探针诊断结果表明,通过-70V直流基值电压的复合,反应腔体内部的离子密度较无直流偏压和直流偏压为正向时高。此外,在较高的射频功率以及工作气压下,也可以得到较高的离子密度。但是腔体内部的离子密度轴向分布存在较为严重的不均匀现象,通过采用磁场约束的方法对离子密度较小的区域进行增强离化,很好的改善离子密度分布的均匀性。PET圆筒内壁DLC膜层的沉积速率结果表明,通过负向直流偏压的引入,选择适当高的射频功率以及较高的工作气压,可以使得到达沉积表面乙炔基的通量增大,提高DLC薄膜的沉积速率。DLC薄膜的组成与结构主要受到薄膜沉积过程中离子能量的影响,可以通过控制直流基值电压,射频偏压的以及工作气压的选择加以调节。在较高的负向直流偏压、在较低的工作气压下以及适当的射频功率下可以得到较高的sp3碳含量。PET基体的DLC薄膜的沉积可以改善原来基体的表面状态,得到连续的相对光滑的薄膜。利用轴向方向上PET圆筒内表面不同部位DLC薄膜的光学透明度对膜层轴向均匀性进行表征,发现没有磁场约束时,在PET圆筒得到的膜层分布不均匀。而磁场的引入有效的改善了膜层的均匀性。基体拉伸实验法对DLC膜层的结合力进行了间接的表征,结果表明在较高的负向直流偏压,适当射频功率以及较高的工作气压下可以获得结合力良好的膜层。DLC薄膜的气体透过率结果表明,随着膜层等效膜层厚度的增大,DLC薄膜沉积后样品的阻隔性能大幅度提高。然而,当等效膜层厚度超过一定程度时,膜层阻隔效果有所降低,这可能是由于厚膜更低的启裂应变引起的。通过表面接触角和浸泡试验对膜层的稳定性进行研究,发现直流电压为-100V,工作气压为15Pa和25Pa时得到膜层的接触角较高（>90°）,经过浸泡试验后表现出较好的稳定性,可能同膜层中高的sp3/sp2比率有关。为了验证瓶体内表面镀膜的规模化应用,设计制造了一套15工位瓶体内表面镀膜样机,实现了多瓶体按时序依次沉积阻隔薄膜,为工业生产提供了技术依据。
唐定平[9]（2010）在《掺硅类金刚石薄膜研究》文中指出本论文采用低压等离子体化学气相沉积方法（LPP-CVD）,分别在四甲基硅烷（TMS）、反式二丁烯（T2B）、氢气（H2）混合气体下,成功的制备出了掺硅氢化非晶碳（a-C：H）薄膜。利用台阶仪、X射线光电子能谱（XPS）、傅立叶变换红外吸收谱（FTIR）、紫外-可见光谱（UV-VIS）等测试手段,对薄膜的沉积速率、成分、微观结构及光学等性能进行了测试和表征,建立了薄膜的沉积速率、成分、微观结构及性能与制备工艺参数的关系,获得了优化的工艺参数。研究了主要参量（如源气体流量比、工作气压、射频功率等）对薄膜沉积速率的影响。结果显示,在压强为10Pa,射频功率为l0W,氢气流量为0.5sccm,.反式二丁烯为0.6sccm,四甲基硅烷为0.05sccm条件下可制备出沉积速率为12. Onm/min的高光洁度薄膜。利用红外光谱研究DLC薄膜化学结构显示,制备的薄膜中氢含量较高,薄膜中碳氢原子形成的基团中以sp3CH3为主。研究表明,T2B含量少的样品吸收峰强于含量大的样品,即其含有更多的C=C键。随着气压升高,样品中C=C键的含量下降。射频功率较大样品的吸收峰强于较小的样品,即其含有更多的C=C键。本文研究了在不同TMS流量条件下制备的掺硅薄膜。研究表明：薄膜中成功地掺入了硅（Si）元素；薄膜中Si元素主要以Si-C、Si-H等键合形式存在；在TMS流量为0.5sccm～2sccm的范围内,薄膜中Si的原子浓度为0.72-1.35at.%；随着TMS流量的逐渐增加,薄膜中硅含量逐渐增大。研究了工艺参数对薄膜紫外-可见光透射光谱和光学带隙的演变规律。结果表明,薄膜在可见光区域具有良好的透过率,最高可达98%,在紫外波段范围内具有强吸收特性。薄膜的光学带隙在2.33-2.82eV范围。薄膜光学带隙与薄膜的结构有很大关系,特别是与薄膜中sp3杂化键以及C=C双键含量具有直接关系。通过薄膜的热稳定性研究,发现氢含量过多或者过少都会使薄膜失重较多,只有氢在合适比例情况下才能制备出结构致密的薄膜,同时这也验证了氢在薄膜制备过程中的重要作用。压强较大的薄膜的裂解温度相对较高,裂解吸热量较小。通过改变参数以及退火能够得到热稳定性较好的薄膜。因此有理由相信类掺硅金刚石碳膜在惯性约束聚变（ICF）实验研究中将有较好的应用前景。
于玥[10]（2010）在《用PECVD制备类金刚石膜的研究》文中研究说明本文以丁烷(C4H10)和氩气（Ar）为源气体,利用射频等离子体增强化学气相沉积法（RF-PECVD）在硅衬底上制备了类金刚石（DLC）薄膜。通过调整射频功率、基板偏压、衬底温度和源气体流量等工艺参数,沉积出了质量较好的类金刚石膜。并研究了工艺参数对薄膜沉积速率、硬度和表面粗糙度的影响。通过Raman光谱和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析了薄膜的结构,所制备的薄膜符合DLC膜的典型特征;用原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行了观察,薄膜为表面致密、平整的非晶态结构;通过纳米压痕仪测试了薄膜的硬度;Taylor轮廓仪测试了薄膜的表面粗糙度。通过测试结果分析讨论了工艺参数对DLC薄膜性能的影响。
二、脉冲高能量密度等离子体法类金刚石膜的制备及分析（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、脉冲高能量密度等离子体法类金刚石膜的制备及分析（论文提纲范文）
（1）氢在碳材料中的行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 碳基材料与氢作用研究历史与现状 |
| 1.3 计算机材料科学的发展 |
| 1.4 本文工作 |
| 第二章 石墨基底生长金刚石层与氢离子注入实验 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 金刚石生长技术 |
| 2.1.2 氢离子束注入技术 |
| 2.1.3 本章工作 |
| 2.2 石墨基底生长金刚石薄膜实验 |
| 2.2.1 实验方法与实验条件 |
| 2.2.2 实验结果分析 |
| 2.3 金刚石薄膜与石墨样本的氢离子实验 |
| 2.3.1 实验方法与实验条件 |
| 2.3.2 实验结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于第一性原理软件仿真模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 第一性原理 |
| 3.1.2 密度泛函理论 |
| 3.1.3 赝势理论 |
| 3.1.4 软件操作过程简述 |
| 3.1.5 本章工作 |
| 3.2 对石墨晶型结构内的氢滞留模拟 |
| 3.2.1 体内氢滞留条件下的石墨(110) |
| 3.2.2 体内氢滞留条件下的石墨(002) |
| 3.3 对金刚石晶型结构的氢滞留模拟 |
| 3.3.1 体内氢滞留条件下的金刚石(111) |
| 3.3.2 体内氢滞留条件下的金刚石(110) |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 全文总结与展望 |
| 4.1 全文总结 |
| 4.2 本文工作创新点与不足之处 |
| 4.3 后续工作与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录一 |
| 附录二 |
| 附录三 |
| 附录四 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（2）CVD金刚石膜辐射探测器的研制与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究内容 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的及研究内容 |
| 1.1.3 研究思路及创新点 |
| 1.2 核辐射探测原理 |
| 1.2.1 核辐射 |
| 1.2.2 带电重粒子与物质相互作用及探测原理 |
| 1.2.3 快电子与物质相互作用及探测原理 |
| 1.2.4 X/γ射线与物质相互作用及探测原理 |
| 1.2.5 中子与物质相互作用及探测原理 |
| 1.3 常用的核辐射探测器 |
| 1.3.1 气体探测器 |
| 1.3.2 闪烁体探测器 |
| 1.3.3 半导体探测器 |
| 1.4 辐射探测器的主要性能指标 |
| 1.5 金刚石辐射探测器的优势 |
| 1.5.1 金刚石辐射探测器的材料优势 |
| 1.5.2 金刚石辐射探测器的性能优势 |
| 1.5.3 金刚石辐射探测器的广泛应用 |
| 第2章 金刚石辐射探测器的研究 |
| 2.1 金刚石辐射探测器的国内外研究现状 |
| 2.1.1 国外研究现状 |
| 2.1.2 国内研究现状 |
| 2.2 金刚石辐射探测器的工作原理 |
| 2.2.1 金刚石带电粒子及电磁辐射探测器的工作原理 |
| 2.2.2 金刚石中子探测器的工作原理 |
| 2.3 金刚石辐射探测器的性能指标 |
| 2.4 金刚石辐射探测器的制作过程 |
| 2.5 金刚石辐射探测器制备的难点及解决方法 |
| 2.5.1 金刚石探测器制备的难点 |
| 2.5.2 解决办法 |
| 第3章 金刚石膜的制备及EACVD装置的优化 |
| 3.1 金刚石的性质及类别 |
| 3.2 金刚石膜的性质及应用 |
| 3.3 CVD金刚石膜的制备方法 |
| 3.3.1 金刚石(膜)的制备方法 |
| 3.3.2 几种常用CVD方法的比较 |
| 3.4 金刚石膜的表征方法 |
| 3.5 金刚石膜的成膜机理及EACVD装置优化 |
| 3.5.1 CVD成膜机理 |
| 3.5.2 EACVD装置优化 |
| 第4章 多晶金刚石膜X射线探测器的研制及其在Z箍缩X射线探测中的性能 |
| 4.1 应用背景介绍 |
| 4.2 多晶金刚石膜X射线探测器的研制 |
| 4.2.1 金刚石膜材料的选择 |
| 4.2.2 金刚石膜的制备 |
| 4.2.3 金刚石膜的表征 |
| 4.2.4 金刚石膜的电极制作 |
| 4.2.5 金刚石膜探测器的封装 |
| 4.2.6 金刚石膜探测器的电学特性测试 |
| 4.3 探测器的标定及Z箍缩实验测量结果 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 单晶金刚石膜中子探测器的研制及其在14.1MeV氘氚聚变中子探测中的性能 |
| 5.1 应用背景介绍 |
| 5.2 金刚石中子探测器的研制 |
| 5.3 D-T核聚变反应中子的探测 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 CVD多晶金刚石膜脉冲磁场探测器的研制及其探测性能 |
| 6.1 应用背景介绍 |
| 6.2 脉冲磁场差分探测器的研制 |
| 6.3 脉冲磁场差分探测器的测试 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者攻读学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（3）小孔径拉丝模具CVD金刚石涂层的制备与工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 拉丝模具介绍 |
| 1.3 金刚石概述 |
| 1.3.1 金刚石结构 |
| 1.3.2 金刚石材料的性能及应用 |
| 1.4 CVD金刚石的制备方法 |
| 1.4.1 热丝CVD法 |
| 1.4.2 微波等离子体CVD法 |
| 1.4.3 直流电弧等离子体喷射CVD法 |
| 1.5 国内外研究现状 |
| 1.5.1 CVD金刚石涂层拉丝模具的研究 |
| 1.5.2 CVD金刚石涂层的模拟仿真研究 |
| 1.6 本文的研究内容及技术路线 |
| 第二章 小孔径拉丝模具热丝CVD金刚石涂层温度场仿真 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 传热学基本理论 |
| 2.2.1 热传导 |
| 2.2.2 热对流 |
| 2.2.3 热辐射 |
| 2.3 热丝CVD仿真计算模型的建立 |
| 2.3.1 仿真模型简化 |
| 2.3.2 边界条件设定及网格划分 |
| 2.3.3 仿真计算流程 |
| 2.4 仿真结果分析 |
| 2.4.1 热丝排布方式对拉丝模具温度场影响 |
| 2.4.2 两侧交叉布丝法热丝参数优化 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 小孔径拉丝模具热丝CVD金刚石涂层制备 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 小孔径拉丝模具CVD金刚石涂层制备 |
| 3.2.1 实验装置及气源、热丝选择 |
| 3.2.2 拉丝模具内孔预处理 |
| 3.2.3 测温方法 |
| 3.2.4 实验方案与参数 |
| 3.3 涂层表征和分析方法 |
| 3.3.1 扫描电子显微镜 |
| 3.3.2 激光拉曼光谱 |
| 3.3.3 手动洛氏硬度计 |
| 3.3.4 粗糙度测量仪 |
| 3.4 实验结果与分析 |
| 3.4.1 CVD金刚石涂层组成成分 |
| 3.4.2 CVD金刚石涂层表面形貌 |
| 3.4.3 CVD金刚石涂层截面形貌 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 小孔径拉丝模具偏压增强热丝CVD金刚石涂层制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 偏压增强热丝CVD法原理 |
| 4.3 偏压增强热丝CVD金刚石涂层制备 |
| 4.4 偏压增强热丝CVD实验结果及分析 |
| 4.4.1 不同偏压对拉丝模具金刚石涂层成分影响 |
| 4.4.2 不同偏压对拉丝模具金刚石涂层表面形貌影响 |
| 4.4.3 不同偏压对拉丝模具金刚石涂层生长速率影响 |
| 4.4.4 不同偏压对金刚石涂层与衬底结合力影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 小孔径拉丝模具CVD金刚石涂层抛光 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 CVD金刚石涂层抛光技术 |
| 5.3 CVD金刚石涂层抛光实验 |
| 5.4 涂层抛光结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）类金刚石薄膜及其进展（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1DLC薄膜的特性及应用 |
| 2DLC膜的制备技术 |
| 2.1制备DLC薄膜的PVD技术 |
| 2.1.1真空电弧离子镀 |
| 2.1.2脉冲激光沉积 |
| 2.1.3溅射制备法 |
| 2.1.4非平衡磁控溅射方法 |
| 2.1.5其他沉积方法 |
| 2.2制备DLC薄膜的CVD技术 |
| 2.2.1射频等离子体化学气相沉积 |
| 2.2.2直流等离子体化学气相沉积 |
| 2.2.3热丝法 |
| 2.2.4直接光化学气相沉积法 |
| 2.2.5电子回旋共振(ECR)沉积法 |
| 2.2.6其他沉积方法 |
| 3抗强激光损伤特性研究及其进展 |
| 4结语 |
（5）新型MPCVD装置的设计及金刚石膜的制备与介电性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 金刚石性质及应用 |
| 2.2 CVD法金刚石膜沉积技术 |
| 2.2.1 热丝法(HFCVD) |
| 2.2.2 直流电弧等离子体喷射法(DC Arc-jet Plasma CVD) |
| 2.2.3 微波等离子体法(MPCVD) |
| 2.3 国外MPCVD金刚石膜沉积装置的发展情况 |
| 2.3.1 石英管式MPCVD装置 |
| 2.3.2 石英钟罩式MPCVD装置 |
| 2.3.3 圆柱金属谐振腔式MPCVD装置 |
| 2.3.4 多模非圆柱谐振腔式MPCVD装置 |
| 2.3.5 椭球谐振腔式MPCVD装置 |
| 2.4 国内MPCVD金刚石膜沉积装置的发展情况 |
| 2.5 高品质金刚石膜的制备、微波介电性能及相关应用 |
| 2.5.1 高品质金刚石膜制备技术的发展 |
| 2.5.2 高品质金刚石膜的介电性能及其相关应用 |
| 2.5.3 低损耗微波介电材料的性能测试方法 |
| 2.6 本文的主要研究内容 |
| 3 新型MPCVD金刚石膜沉积装置的模拟及金刚石膜的实验方法 |
| 3.1 新型MPCVD金刚石膜沉积装置的模拟 |
| 3.1.1 数值模拟软件简介 |
| 3.1.2 微波电场分布的模拟 |
| 3.1.3 等离子体分布的模拟 |
| 3.1.4 气体温度分布的模拟 |
| 3.2 金刚石膜沉积实验和金刚石膜的测试方法 |
| 3.2.1 等离子体光发射谱(OES)的测量 |
| 3.2.2 金刚石膜材料的表征 |
| 4 新型穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置的前期探索 |
| 4.1 初期穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置的构想及验证 |
| 4.1.1 初期穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置的结构设计 |
| 4.1.2 初期穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置的数值模拟 |
| 4.1.3 初期穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置的实验验证 |
| 4.2 初期穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置的改进 |
| 4.2.1 改进后的穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置的结构 |
| 4.2.2 改进后的穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置的数值模拟 |
| 4.2.3 改进后的穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置的实验验证 |
| 4.3 小结 |
| 5 新型穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置的设计、建立与性能检测 |
| 5.1 新型穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置的设计 |
| 5.1.1 新型穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置的结构 |
| 5.1.2 新型穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置的模拟与优化 |
| 5.1.3 新型穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置的频率依赖性 |
| 5.1.4 新型穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置的特点 |
| 5.2 新型穹顶谐振腔式MPCVD金刚石膜沉积装置的建立 |
| 5.3 新型穹顶式MPCVD金刚石膜沉积装置的性能检测 |
| 5.3.1 真空性能检测 |
| 5.3.2 等离子体宏观分布的实验观察 |
| 5.3.3 功率-压力匹配特性的检测 |
| 5.3.4 微波耦合性能测试 |
| 5.4 小结 |
| 6 新型穹顶式MPCVD装置金刚石膜沉积的实验规律研究 |
| 6.1 沉积温度对金刚石膜沉积规律影响的研究 |
| 6.1.1 沉积温度对金刚石膜表面形貌的影响 |
| 6.1.2 沉积温度对金刚石膜沉积速率的影响 |
| 6.1.3 沉积温度对金刚石膜品质的影响 |
| 6.1.4 沉积温度对金刚石膜晶粒取向的影响 |
| 6.2 甲烷浓度对金刚石膜沉积规律影响的研究 |
| 6.2.1 甲烷浓度对金刚石膜表面形貌的影响 |
| 6.2.2 甲烷浓度对金刚石膜沉积速率的影响 |
| 6.2.3 甲烷浓度对金刚石膜品质的影响 |
| 6.2.4 甲烷浓度对金刚石膜晶粒取向的影响 |
| 6.3 气体流量对金刚石膜沉积规律影响的研究 |
| 6.3.1 气体流量对金刚石膜表面形貌的影响 |
| 6.3.2 气体流量对金刚石膜沉积速率的影响 |
| 6.3.3 气体流量对金刚石膜品质的影响 |
| 6.3.4 气体流量对金刚石膜晶粒取向的影响 |
| 6.4 MPCVD装置的真空性能对金刚石膜沉积规律影响的研究 |
| 6.4.1 MPCVD装置的漏气速率对金刚石膜沉积速率的影响 |
| 6.4.2 MPCVD装置的漏气速率对金刚石膜表面形貌和品质的影响 |
| 6.5 高品质金刚石自支撑膜的制备及表征 |
| 6.5.1 高品质金刚石自支撑膜样品的制备 |
| 6.5.2 高品质金刚石自支撑膜的表征 |
| 6.6 小结 |
| 7 不同质量的金刚石膜介电性能的测试研究 |
| 7.1 分体圆柱谐振腔式低损耗薄膜介电性能测试装置简介 |
| 7.2 分体圆柱谐振腔式低损耗薄膜介电性能测试装置的数学模型 |
| 7.2.1 介电常数的数学模型 |
| 7.2.2 微波损耗角正切值的数学模型 |
| 7.3 分体圆柱谐振腔式低损耗薄膜介电性能测试装置的测试过程和可靠性验证 |
| 7.3.1 对介电性能的测试过程 |
| 7.3.2 介电性能测试结果的可靠性验证 |
| 7.4 不同质量的金刚石膜的介电性能研究 |
| 7.4.1 不同金刚石膜待测样品的质量检测 |
| 7.4.2 不同质量的金刚石膜的介电性能测试 |
| 7.4.3 金刚石膜介电性能影响因素的讨论 |
| 7.5 小结 |
| 8 结论 |
| 9 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）回旋离子束与CVD金刚石膜作用机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 CVD金刚石膜的加工 |
| 1.2.1 切割 |
| 1.2.2 焊接 |
| 1.2.3 刻蚀抛光 |
| 1.3 等离子体刻蚀CVD金刚石膜 |
| 1.3.1 直流等离子体 |
| 1.3.2 电感耦合等离子体 |
| 1.3.3 微波等离子体 |
| 1.3.4 ECR等离子体 |
| 1.4 本工作的主要意义和研究内容 |
| 第2章 实验设备、表征 |
| 2.1 CVD金刚石膜制备装置 |
| 2.2 CVD金刚石膜加工装置 |
| 2.2.1 刻蚀装置 |
| 2.2.2 机械抛光装置 |
| 2.3 CVD金刚石膜的表征 |
| 第3章 回旋离子束的诊断及对金刚石膜的刻蚀 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 离子参数的测量与优化 |
| 3.3 金刚石膜的刻蚀和机械抛光 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 金刚石膜中的氮对刻蚀的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 未掺氮金刚石膜的刻蚀 |
| 4.2.1 刻蚀前后表面形貌与粗糙度 |
| 4.2.2 刻蚀机理分析 |
| 4.3 掺氮金刚石膜的刻蚀 |
| 4.3.1 掺氮金刚石膜的氮含量和键合结构 |
| 4.3.2 刻蚀前后表面形貌和粗糙度 |
| 4.3.3 刻蚀机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 影响刻蚀的其他因素研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 磁场位形对刻蚀的影响 |
| 5.3 气压对刻蚀的影响 |
| 5.4 基片台温度对刻蚀的影响 |
| 5.5 基片台大小对刻蚀的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 论文总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 论文展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表的与课题相关的论文和专利 |
| 致谢 |
（7）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 |
（8）聚酯圆筒内表面阻隔DLC薄膜制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 气体阻隔材料国内外研究现状 |
| 1.2.1 气体阻隔材料的分类 |
| 1.2.2 气体阻隔涂层的作用机理 |
| 1.2.3 气体阻隔DLC 薄膜的研究现状 |
| 1.3 圆筒状聚合物容器内壁DLC 薄膜研究现状 |
| 1.3.1 等离子体增强化学气相沉积 |
| 1.3.2 离子注入技术 |
| 1.3.3 当前用于高阻隔PET 瓶的商业化涂层技术 |
| 1.3.4 PET 瓶内表面薄膜制备技术特点比较 |
| 1.4 射频/直流复合等离子体技术研究现状 |
| 1.4.1 射频等离子体自偏压产生机理 |
| 1.4.2 射频/直流复合方法研究 |
| 1.5 本文的研究内容 |
| 第2章 膜层制备及表征方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备及原理 |
| 2.2.1 实验设备 |
| 2.2.2 实验工艺 |
| 2.3 DLC 薄膜分析与表征方法 |
| 2.3.1 X 射线光电子能谱 |
| 2.3.2 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.3.3 紫外可见光分光光度计 |
| 2.3.4 光学表面轮廓仪 |
| 2.3.5 扫描电子显微镜 |
| 2.3.6 基体拉伸试验 |
| 2.3.7 接触角测试 |
| 2.3.8 气体透过率测试分析 |
| 2.3.9 浸泡实验 |
| 第3章 同轴筒状布局DC/RF 复合放电的数值模拟 |
| 3.1 模型 |
| 3.2 不同直流复合偏压下的数值模拟结果 |
| 3.2.1 电势分布 |
| 3.2.2 电子密度分布 |
| 3.2.3 离子密度分布 |
| 3.2.4 Ar 离子运动矢量图 |
| 3.2.5 电子能量分布函数 |
| 3.2.6 离子能量空间分布 |
| 3.3 不同射频幅值电压下的数值模拟结果 |
| 3.3.1 电势分布 |
| 3.3.2 电子密度分布 |
| 3.3.3 离子密度分布 |
| 3.3.4 Ar 离子运动矢量图 |
| 3.3.5 电子能量分布函数 |
| 3.3.6 离子能量空间分布 |
| 3.4 不同沉积气压下的数值模拟结果 |
| 3.4.1 电势分布 |
| 3.4.2 电子密度分布 |
| 3.4.3 离子密度分布 |
| 3.4.4 Ar 离子运动矢量图 |
| 3.4.5 电子能量分布函数 |
| 3.4.6 离子能量空间分布 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 DC/RF 复合等离子体电源及反应腔体内放电特性研究 |
| 4.1 直流射频复合等离子体电源结构及输出特性 |
| 4.1.1 直流射频复合等离子体电源 |
| 4.1.2 直流射频复合等离子体电源特性 |
| 4.2 直流射频复合等离子体放电特性 |
| 4.2.1 Langmuir 探针测试 |
| 4.2.2 直流偏压对反应腔体内离子密度分布的影响 |
| 4.2.3 射频功率对反应腔体内离子密度分布的影响 |
| 4.2.4 工作气压对反应腔体内离子密度分布的影响 |
| 4.2.5 反应腔体内离子密度分布均匀性的研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 PET 圆筒内壁DLC 薄膜结构表征 |
| 5.1 DLC 薄膜的沉积速率 |
| 5.1.1 直流偏压引入对沉积速率的影响 |
| 5.1.2 射频输入功率对沉积速率的影响 |
| 5.1.3 反应气压对沉积速率的影响 |
| 5.1.4 DLC 薄膜沉积机制分析 |
| 5.2 DLC 薄膜的组成与结构 |
| 5.2.1 直流偏压引入对膜层组成和结构的影响 |
| 5.2.2 射频输入功率对膜层组成和结构的影响 |
| 5.2.3 反应气压对膜层组成和结构的影响 |
| 5.2.4 DLC 薄膜结构转变机制分析 |
| 5.3 DLC 薄膜的表面形貌 |
| 5.3.1 直流偏压引入对膜层表面形貌的影响 |
| 5.3.2 射频输入功率对膜层表面形貌的影响 |
| 5.3.3 反应气压对膜层表面形貌的影响 |
| 5.3.4 PET 表面DLC 薄膜缺陷产生机制 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 PET 圆筒内表面DLC 薄膜性能研究 |
| 6.1 DLC 薄膜的均匀性 |
| 6.1.1 DLC 薄膜均匀性的表征 |
| 6.1.2 无磁场时DLC 薄膜均匀性研究 |
| 6.1.3 磁场约束时DLC 薄膜轴向均匀性分析 |
| 6.1.4 DLC 薄膜沉积轴向均匀性分析 |
| 6.2 DLC 薄膜的结合力 |
| 6.2.1 DLC 薄膜结合力表征 |
| 6.2.2 直流偏压对DLC 薄膜结合力的影响 |
| 6.2.3 射频功率对DLC 薄膜结合力的影响 |
| 6.2.4 工作气压对DLC 薄膜结合力的影响 |
| 6.2.5 聚合物基体表面DLC 薄膜结合力的探讨 |
| 6.3 DLC 薄膜的阻隔性能 |
| 6.3.1 直流偏压对DLC 薄膜阻隔性能的影响 |
| 6.3.2 射频功率对DLC 薄膜阻隔性能的影响 |
| 6.3.3 工作气压对DLC 薄膜阻隔性能的影响 |
| 6.3.4 DLC 薄膜气体阻隔作用机制分析 |
| 6.4 DLC 薄膜的稳定性 |
| 6.4.1 表面润湿试验 |
| 6.4.2 浸泡试验 |
| 6.4.3 DLC 薄膜稳定性的讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 内壁镀膜高阻隔PET 瓶中试生产样机设计 |
| 7.1 PET 瓶内壁PECVD 系统总体概况 |
| 7.1.1 真空系统 |
| 7.1.2 送气系统 |
| 7.1.3 控制柜和专用电源 |
| 7.1.4 转动机构 |
| 7.2 多工位PET 瓶内壁PECVD 装置结构设计 |
| 7.2.1 反应容器的机构设计 |
| 7.2.2 反应容器的材料选择 |
| 7.2.3 真空系统设计 |
| 7.3 多工位PET 瓶内壁PECVD 机构调试 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）掺硅类金刚石薄膜研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 类金刚石碳膜 |
| 1.1.1 类金刚石碳膜的结构 |
| 1.1.2 类金刚石碳膜的研究发展过程 |
| 1.2 类金刚石碳膜性能与应用领域 |
| 1.3 类金刚石碳膜常用的制备方法 |
| 1.3.1 物理气相沉积法 |
| 1.3.2 化学气相沉积法 |
| 1.4 DLC膜目前存在的主要问题 |
| 1.5 类金刚石膜掺杂的研究现状 |
| 1.5.1 对疏水性的影响 |
| 1.5.2 对光学性能的影响 |
| 1.5.3 对摩擦、磨损性能的影响 |
| 1.5.4 对电学性能的影响 |
| 1.5.5 对热稳定性的影响 |
| 1.5.6 对力学性能的影响 |
| 1.5.7 对生物相容性的影响 |
| 1.6 本课题的研究背景及意义 |
| 1.7 本课题的研究内容 |
| 第二章 掺硅类金刚石碳膜的制备及表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 掺硅类金刚石碳膜的镀膜设备 |
| 2.3 样品分析测试方法 |
| 2.3.1 膜厚测量 |
| 2.3.2 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.3 傅里叶变换红外光谱(FTIR) |
| 2.3.4 紫外可见光谱(UV-VIS) |
| 2.3.5 热分析仪测试 |
| 第三章 掺硅类金刚石碳膜结构表征 |
| 3.1 掺硅类金刚石碳膜的沉积速率 |
| 3.1.1 T_2B/H_2流量比对掺硅DLC膜沉积速率的影响 |
| 3.1.2 压强对掺硅DLC膜的沉积速率影响 |
| 3.1.3 功率对掺硅DLC膜的沉积速率影响 |
| 3.2 掺硅类金刚石碳膜的傅里叶变换红外光谱研究 |
| 3.2.1 T_2B/H_2流量比对掺硅DLC膜红外光谱的影响 |
| 3.2.2 压强对掺硅DLC膜红外光谱的影响 |
| 3.2.3 射频功率对掺硅DLC膜红外光谱的影响 |
| 3.3 掺硅类金刚石碳膜的XPS光谱研究 |
| 3.3.1 T_2B/H_2流量比对掺硅DLC膜XPS光谱的影响 |
| 3.3.2 压强对掺硅DLC膜XPS光谱的影响 |
| 3.4 四甲基硅烷流量对掺硅类金刚石碳膜的结构影响 |
| 3.4.1 薄膜的傅立叶变换红外光谱 |
| 3.4.2 薄膜的X射线光电子能谱(XPS) |
| 第四章 掺硅类金刚石碳膜的紫外-可见光谱及热稳定性分析 |
| 4.1 掺硅类金刚石碳膜的紫外-可见光光谱研究 |
| 4.1.1 工作气压对掺硅DLC膜紫外-可见光光谱的影响 |
| 4.1.2 T_2B/H_2流量比对掺硅DLC膜紫外-可见光光谱的影响 |
| 4.1.3 射频功率对掺硅DLC膜紫外-可见光光谱的影响 |
| 4.2 掺硅类金刚石碳膜热稳定性研究 |
| 4.2.1 T_2B/H_2流量比对掺硅DLC膜热稳定性的影响 |
| 4.2.2 压强对掺硅DLC薄膜热稳定性的影响 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 后续研究工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（10）用PECVD制备类金刚石膜的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 DLC薄膜的发展史 |
| 1.2 DLC薄膜的研究现状 |
| 1.3 本课题的研究目的和意义 |
| 1.4 本课题的研究内容 |
| 第二章 DLC薄膜简介 |
| 2.1 DLC膜的结构及分类 |
| 2.2 DLC膜的性能 |
| 2.3 DLC膜的应用 |
| 2.4 DLC膜的制备方法 |
| 第三章 用RF-PECVD制备类金刚石薄膜 |
| 3.1 等离子体 |
| 3.2 RF-PECVD技术 |
| 3.3 RF-PECVD法制备DLC膜 |
| 第四章 类金刚石膜的表征 |
| 4.1 结构和成分表征 |
| 4.2 表面形貌的表征 |
| 4.3 硬度的表征 |
| 4.4 表面粗糙度的表征 |
| 第五章 工艺参数对DLC膜性能影响分析 |
| 5.1 工艺参数对沉积速率的影响 |
| 5.2 工艺参数对硬度的影响 |
| 5.3 工艺参数对表面粗糙度的影响 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表的论文 |
四、脉冲高能量密度等离子体法类金刚石膜的制备及分析（论文参考文献）
- [1]氢在碳材料中的行为研究[D]. 刘祎. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]CVD金刚石膜辐射探测器的研制与性能研究[D]. 许平. 南华大学, 2020(01)
- [3]小孔径拉丝模具CVD金刚石涂层的制备与工艺研究[D]. 舒程路. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [4]类金刚石薄膜及其进展[J]. 苏俊宏,葛锦蔓,徐均琪,吴慎将,陈磊. 应用光学, 2015(05)
- [5]新型MPCVD装置的设计及金刚石膜的制备与介电性能研究[D]. 苏静杰. 北京科技大学, 2015(06)
- [6]回旋离子束与CVD金刚石膜作用机理研究[D]. 吴俊. 武汉工程大学, 2013(03)
- [7]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)
- [8]聚酯圆筒内表面阻隔DLC薄膜制备及性能研究[D]. 李景. 哈尔滨工业大学, 2010(08)
- [9]掺硅类金刚石薄膜研究[D]. 唐定平. 四川师范大学, 2010(03)
- [10]用PECVD制备类金刚石膜的研究[D]. 于玥. 长春理工大学, 2010(02)