一、采用石墨碳源沉积金刚石薄膜（论文文献综述）
刘祎[1]（2021）在《氢在碳材料中的行为研究》文中研究指明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。
侯德良[2]（2021）在《弯曲金属表面碳基薄膜制备及摩擦学性能研究》文中提出近年来,碳基薄膜因超硬、超高热导率和超低摩擦等优异特性,成为了工业界和科学界关注的热点,特别是它们的摩擦学性能已经成为众多科学研究的主题。本文采用等离子增强化学气相沉积法和球磨法在弯曲金属表面制备了不同类型的碳基薄膜（类石墨薄膜、类富勒烯含氢碳膜、石墨烯薄膜）,考察了薄膜在不同环境下的摩擦学性能,揭示了弯曲金属表面碳薄膜减摩机制。获得的主要研究结果如下:1.采用等离子增强化学气相沉积法在钢球和硅片表面沉积了类石墨薄膜和类富勒烯薄膜,在干燥N2气下发现石墨烯纳米卷在由类石墨和类富勒烯组成的摩擦副的滑动界面处生成,导致摩擦系数显着降低（～0.005）。2.通过等离子增强化学气相沉积技术在钢球和硅片表面沉积了类富勒烯含氢碳薄膜,从内部结构特征,滑动配体,环境分子等摩擦化学角度讨论了类富勒烯含氢碳薄膜在大气环境下的摩擦机理。结合第一性原理计算得出类富勒烯含氢碳薄膜超低摩擦行为可归结于滑动对偶的低界面电子密度、来自环境分子较低氧化程度以及摩擦诱导原位生成的石墨纳米粒子。3.采用球磨法通过钢球与石墨烯粉末相互碰撞并随机滚动,并借助石墨烯片的层间滑移能力,实现在高度弯曲钢球表面制备大面积连续的石墨烯薄膜。球磨过程中因钢球间碰撞而引入的无定型结构,使得石墨烯具有一个包含石墨烯结构的三维碳网络,导致其与钢球拥有较强的结合力。这层石墨烯薄膜可使平均摩擦系数从裸钢球0.043降到0.022,磨痕深度和宽度都显着降低,丰富了石墨烯薄膜的制备方法。
王希玮[3]（2020）在《以HPHT单晶片为衬底的MPCVD金刚石单晶马赛克拼接的研究》文中研究表明金刚石具有超高的硬度、高热导率、高热稳定性和超宽的禁带宽度且广域透光等优异的理化性能,被称为“终极半导体材料”,因此受到了各领域的广泛关注。然而受制于单晶金刚石生长机理与设备能力的限制,英寸级高质量的金刚石单晶材料依然无法实现低成本、高重复性的产业化制备,这限制了其在半导体领域的后续研究与应用。目前突破大尺寸金刚石单晶尺寸生长的方法主要包括大尺寸化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition,后文简称CVD）异质外延法与CVD同质外延马赛克拼接法。前者使用2英寸以上的硅衬底,通过微波等离子体化学气相沉积（Mirowave plasma Chemical Vapor Deposition,后文简称 MPCVD）技术进行异质外延生长金刚石材料。生长过程中通过多晶颗粒间的边界融合不断提高金刚石外延层的晶体质量;而马赛克拼接法使用金刚石单晶片进行紧密拼接作为大尺寸衬底在MPCVD设备中进行金刚石沉积,通过各片之间的侧向外延进行接缝处的连接,完成大尺寸MPCVD同质外延金刚石单晶的制备。本文分析了当前以“克隆”法制备拼接衬底的马赛克拼接片的技术路线的技术细节与难点,并结合了国内大尺寸高温高压（High pressure High Temperature,后文简称HPHT）金刚石生长的产业优势与MPCVD高质量同质外延优势,提出了一条完整的以高质量HPHT金刚石单晶片衬底作为马赛克拼接衬底,利用高生长压力的MPCVD设备进行同质外延生长金刚石单晶片的技术路线。并通过对HPHT与MPCVD金刚石制备的理论分析与试验研究,并最终获得了高质量英寸级MPCVD金刚石单晶片。本文主要研究内容如下:1.高质量大尺寸HPHT金刚石单晶衬底片的制备与表征为了能够了解金刚石单晶在高温高压环境下的生长机理,本文利用有限元模拟仿真软件AnasysTM对HPHT金刚石单晶生长六面顶压机与合成块结构进行了测绘,通过对合成块中重点材料的热导率与电阻率分析、有限元分割与边界条件设置,完成了 HPHT金刚石单晶生长腔室的建模。通过调整合成块内部发热体与功能体的尺寸,探索各结构变化对于金刚石单晶径向与轴向温度梯度与生长速率的影响。通过缩小生长腔室内部轴向与径向温度分布梯度,保证金刚石单晶体在生长过程中的外形尺寸。使用优化后的合成块结构进行HPHT金刚石单晶生长探索试验,制备出了厘米级尺寸的高质量HPHT金刚石单晶体。使用激光切割、晶片表面研磨与精细抛光,制备出了大尺寸低表面粗糙度的HPHT金刚石单晶衬底片,并利用拉曼光谱、X射线衍射与变温热导率等检测手段分析和研究了衬底片的晶体质量和物理性质。2.MPCVD金刚石单晶的生长探索与表征对MPCVD同质外延金刚石单晶的影响因素进行了分析与验证,探讨了生长过程中压力、温度、甲烷浓度与微波功率等设备与工艺因素对生长质量与速率的影响。探索了针对300torr高生长压力环境下进行高质量MPCVD金刚石单晶同质外延沉积生长的工艺参数,并使用HPHT金刚石单晶片作为衬底,制备了高质量单晶同质外延层。利用激光共聚焦显微镜观察到金刚石侧向外延区域的台阶流方向扭转现象。利用拉曼光谱和X射线衍射手段分析了衬底表面同质外延与侧向外延区域晶体应力与质量的差异,结果显示MPCVD金刚石生长的侧向外延区域也能够获得较高的晶体质量,证明了马赛克拼接生长衬底相互结合的可行性。通过使用晶格模拟仿真了 MPCVD金刚石单晶边缘处侧向生长区域表面的原子分布,证明了侧向外延表面[100]方向台阶流扭转向[110]方向,验证了衬底从中心到边缘CH3与C2H2基团浓度分布的变化。制备了 MPCVD金刚石基场效应晶体管（MESFET）紫外线光电器件,测试结果显示该器件属于增强型器件,其饱电流约为6μA,阈值电压为-0.7V,开关比为105,该器件对210nm的紫外光具有高重复的明显响应现象,光暗比可达105,验证了 MPCVD金刚石同质外延晶体质量满足器件制备要求。3.英寸级金刚石单晶马赛克拼接片的制备与表征以四片5mmX 5mm尺寸高质量HPHTⅡa型金刚石单晶片作为衬底,使用MPCVD设备进行了金刚石单晶马赛克拼接的试验与探索。成功制备了无明显接缝与表面多晶区域的高质量11.75mmX 11.72mm金刚石单晶马赛克拼接片。通过对生长24小时与48小时拼接片表面的多个位置的观察与对比,分析了马赛克拼接片表面形貌的变化规律。使用拉曼光谱扫描的手段对拼接片表面的接缝区域进行了测试,对内部应力区域分布进行了分析,发现了拼接缝处的应力与拼接缝位置分布基本一致并随接缝处台阶的移动而发生偏移。使用激光共聚焦显微镜的高度扫描与X射线衍射分析并对比各衬底片台阶形态与（100）晶面倾斜角方向之间的关系,证明了拼接过程中的表面台阶移动方向与衬底片（100）晶片倾斜方向无关,而与各衬底晶片的表面状态与厚度相关。通过对比本实验衬底与“克隆”法制备的金刚石单晶衬底的区别与结果,提出了制备高质量马赛克拼接片所需要的衬底的制备要求。总结本实验中样品表面形貌与接缝区域形态的变化,阐述了马赛克拼接过程中台阶流的跨衬底移动与接缝掩蔽的机理。最后使用4片10mmX 10mm尺寸的金刚石单晶片成功制备了高质量无明显接缝的英寸级尺寸的金刚石单晶马赛克拼接片。
张静[4]（2020）在《多孔掺硼金刚石薄膜制备及其超级电容器性能研究》文中提出掺硼金刚石（Boron Doped Diamond,BDD）薄膜以其电势窗口宽、背景电流低、环保无污染等优点成为有发展前景的微型超级电容器电极材料,但BDD薄膜本身储电量较低制约其在超级电容器领域的发展。薄膜的表面形貌、孔隙结构、物相组成以及比表面积等因素是影响BDD薄膜电极储电量的重要原因。因此,通过设计薄膜的孔结构和物相组成,开发具有高比电容量的BDD薄膜成为该领域的研究热点。本工作通过选择和设计BDD薄膜的基底材料和表面形貌,在BDD薄膜表面构建不同的三维结构制得了包括多孔Si/BDD、泡沫Ta/BDD、多孔Ti/BDD以及纳米钉Ti/BDD薄膜电极。对BDD薄膜的表面结构和电化学性能进行了系统的研究,主要的研究成果如下:（1）利用便捷的化学刻蚀方法改变Si基底的表面形貌,在其上制备出具有纳米结构的BDD薄膜电极。Si基底刻蚀时间为30分钟时制备的多孔薄膜具有较高的结晶度和活性比表面积。在0.1 M Na2SO4水溶液中,在充电电流密度为0.1 mA cm-2下,该BDD薄膜电极获得71 mF cm-2的高比电容量,是未经刻蚀BDD电极比电容量的18倍。同时,Si30/BDD薄膜电极还具有相当高的电化学稳定性,在1 mA cm-2的电流密度下循环3000次后电容量保持率为80%。籍此,探讨了Si基底表面形貌对BDD薄膜电极电容性能的影响。（2）通过引入不同浓度的SiO2微球作为多孔结构的模板,在金属Ta基底上构建出多孔泡沫结构的BDD薄膜。SiO2微球和金刚石粉的浓度比为2时制得的BDD薄膜（BDD for concentration of SiO2:diamond=2,BDD-SD2）具有良好的结晶度和泡沫结构。在0.1 M Na2SO4水溶液中,在电流密度为0.05 mA cm-2时,BDD-SD2薄膜电极获得2.135 mF cm-2的比电容量,大约是平板Ta/BDD薄膜电极电容量的7倍。该电极同时具有较高的电化学稳定性,当电流密度为0.2 mA cm-2时,该电极经过3000次循环充放电检测后电容量仍保留至83.1%。（3）通过引入不同孔径的多孔金属Ti作为基底,制得具有不同孔径结构的BDD薄膜。Ti基底孔径为30μm制得BDD薄膜电极(Ti30/BDD)的结晶度较高,且薄膜内部含有更多的sp2-C键和掺杂硼原子的sp3-C键。在0.1 M Na2SO4水溶液中,当扫描速率为10 mV s-1时,取得最大比电容量为53.3 mF cm-2,约为Ti50/BDD薄膜电极电容量的50倍。Ti30/BDD薄膜电极还良好的电化学稳定性,当电流密度为0.32 mA cm-2时,Ti30/BDD薄膜电极经过3000次循环充放电循环后电容量依然保持86.7%。籍此,探讨了孔径尺寸对多孔Ti/BDD薄膜电容量的影响机理。（4）以Ti30/BDD为模板,利用反应离子刻蚀（Reactive Ion Etching,RIE）技术对其进行不同时间的刻蚀得到具有不同长度纳米钉的BDD薄膜。刻蚀时间为5分钟的BDD纳米钉薄膜（Boron doped diamond nanospikes etched for 5 min,BDD-NSs-5）表面产生了平均尺寸约为100 nm的纳米钉,且未出现薄膜剥落的现象。当电流密度为2 mA cm-2时,该电极获得最高的比电容量47.1 mF cm-2,大约为未经刻蚀BDD薄膜电容量的6.7倍。BDD-NSs-5薄膜电极还具有较好电化学稳定性,当电流密度为5 mA cm-2时,经过15000次充放电循环后电容保持率依然为84.3%。此外,制备了固态BDD-NSs-5//BDD-NSs-5对称电极器件,成功点亮了红色LED,尝试了BDD薄膜电极的初步应用。
邓乔元[5]（2019）在《铜掺杂薄膜在白蛋白溶液中促进摩擦界面形成类石墨碳润滑层的研究》文中研究表明金属人工关节在体内长期服役时,摩擦界面处的生物大分子会在剪切力以及界面金属离子的催化作用下转变成“类石墨碳润滑层”,该润滑层可以减缓金属摩擦配副之间的磨损,抑制金属磨屑的产生,延长金属关节服役寿命。但是,金属-金属人工关节摩擦界面产生这层润滑层需要数年时间,在这期间金属人工关节磨损会产生金属磨屑、释放金属离子,可能会导致过敏、疼痛、假瘤等并发症。为了减少金属关节在服役过程中有毒金属离子的释放,并促使关节摩擦界面形成“类石墨碳润滑层”,降低界面摩擦系数,修复摩擦界面的磨损,本文提出,利用等离子体技术、将具有催化蛋白质转化成“类石墨碳润滑层”功能的Cu元素掺杂进入类金刚石薄膜（DLC）及氮化钛（TiN）薄膜中,得到Cu元素掺杂的DLC（Cu-DLC）及TiCuN薄膜,当薄膜在人体内服役时,可以促进摩擦界面产生“类石墨碳润滑层”,这层润滑层可以对摩擦界面起到润滑、修复的作用。DLC薄膜一直被认为是用于金属人工关节表面改性最具潜力的材料。对于制备DLC薄膜而言,电子回旋共振化学气相沉积（ECR-CVD）具有离化率高、沉积速率快的优势,但是其沉积的薄膜具有很大的不均匀性,严重限制了其在表面改性中的应用,本文利用自持辉光放电等离子体改善了ECR-CVD制备类金刚石薄膜（DLC）沉积速率、结构以及性能的均匀性,研究ECR-CVD制备过程中基体偏压对制备薄膜均匀性的影响。研究结果表明,在较低基体偏压时,等离子体密度会随着距ECR离子源距离(Decr-s)的增加而显着降低,导致薄膜沉积速率、薄膜结构及性能方面的不均匀。当沉积偏压达到-800 V时,基体产生自持辉光放电,薄膜沉积过程中等离子体由电子回旋共振过程与自持辉光放电共同产生,ECR等离子中气体分子解离程度随着Decr-s增加没有发生明显变化,改善了ECR-CVD制备的DLC薄膜结构、性能方面均一性;同时,高基体偏压改善了薄膜的硬度、耐磨性等力学性能。基体偏压达-800 V时,气体自持辉光放电,改善了ECR-CVD制备DLC薄膜的均一性,使ECR-CVD制备的用于人工关节金属摩擦副表面改性的DLC薄膜性能更均匀,为制备具有“促进摩擦界面产生类石墨碳润滑层”功能的DLC薄膜打下基础。本文研究了Cu及CoCrMo在牛血清白蛋白溶液中的摩擦界面行为。选用Cu/Al2O3以及CoCrMoo/Al2O3作为摩擦配副,在牛血清白蛋白（BSA）溶液中进行摩擦磨损实验,研究结果表明,Cu/Al2O3摩擦配副摩擦过程中释放金属Cu离子,释放出的Cu离子会和溶液中的BSA蛋白分子结合,促进BSA分子在摩擦界面吸附形成一层“蛋白生物膜”,这层蛋白生物膜在Cu/Al2O3摩擦副的剪切作用下发生变性分解,最终产生石墨结构的“类石墨碳润滑层”,对摩擦界面起到润滑和减磨的作用。CoCrMoo/Al2O3摩擦配副在相同的摩擦磨损条件下,摩擦界面处的BSA分子二级结构发生变化,但是在CoCrMoo/Al2O3摩擦界面没有检测到“类石墨碳润滑层”,说明金属Cu催化摩擦界面生成“类石墨碳润滑层”的能力要强于CoCrMoo。由于目前几乎所有关于摩擦界面形成的“类石墨碳润滑层”的表征手段都无法将摩擦界面层中由蛋白质变性分解形成类石墨碳润滑层的碳信号和DLC薄膜内部碳信号良好地区分开,所以利用等离子体技术直接制备掺铜DLC薄膜,并研究Cu-DLC薄膜在摩擦磨损过程中能否促进摩擦界面产生“类石墨碳润滑层”是较为困难的。因此,在前期证明金属Cu能够催化摩擦界面生成“类石墨碳润滑层”的基础上,利用磁控溅射技术制备出Cu元素掺杂TiN薄膜（TiCuN）。随着Cu元素的掺入,TiN薄膜内部的晶粒生长会被抑制,导致晶粒细化,同时薄膜的硬度会得到明显提高。TiCuN薄膜改性的Co合金,在BSA溶液中摩擦时,薄膜材料发生磨损会释放金属Cu离子,释放出的Cu离子会和溶液中的BSA蛋白分子结合,促进BSA分子在TiCuN薄膜材料磨痕处吸附,形成一层“蛋白生物膜”,这层蛋白生物膜在摩擦界面剪切力持续作用以及Cu元素的催化作用下发生变性分解,最终形成“类石墨碳润滑层”。采用VASP分别模拟了小分子片段C、CH、CH2、OCH2等在Cu和TiN表面的结合能、白蛋白重要活性位点天冬氨酸在Cu和TiN表面的吸附行为,结果表明小分子片段和天冬氨酸在Cu表面具有更高的吸附稳定性,在进一步剪切力作用下,天冬氨酸裂解成三个小分子片段,可与Cu表面形成强化学结合,为类石墨碳润滑层提供碳源。这种能够促进摩擦界面产生“类石墨碳润滑层”的TiCuN薄膜在金属人工关节材料表面改性及新型陶瓷人工关节制造等方面具有应用前景。
周雷[6]（2019）在《热等离子体合成纳米金刚石、超薄碳化硼膜及其结构表征》文中研究表明碳材料是人们最早接触和使用的材料之一,在众多领域中有着重要而广泛的应用。纳米金刚石除了具有块体金刚石固有特性外,还具有比表面积大、表面活性高、易于被化学基团修饰和功能化等特点,在复合材料、精密元件、生物医药和电化学降解等领域具有潜在应用前景。B4C依靠其中子吸收性能、高强度、高温稳定性和化学稳定性,一直被应用于中子吸收剂和轻质装甲材料中。作为P型半导体,低维结构B4C是最具前景的硬质材料之一,在高能量密度储能器件、纳米电子学和光学等领域中的应用引起了广泛关注和研究兴趣。商业化纳米金刚石以瞬态高温高压爆炸法为主要合成方法,开发一种更为安全、可靠、高效的合成方法是目前工业化生产需要面对的难题和挑战。纳米结构B4C材料尤其是超薄二维结构B4C膜,虽然引起了极大兴趣和关注,但是至今没有形成有效的合成方法。本文通过一种简单、高效、可控的热等离子体方法,以过渡性金属催化剂（Ni、Co、Mn）以及硅、碳为原料,在低于大气压气氛中成功制备出纳米金刚石粒子;以单质硼和碳为主要原料,通过控制反应气氛,成功制备出各类纳米结构B4C材料;通过添加氧化镁模板框架组分,成功制备出超薄二维B4C膜材料。研究了热等离子体法合成纳米金刚石和超薄二维B4C膜的形成机理,对超薄B4C膜光催化性能进行了实验测试。论文主要研究内容及结果如下:（1）在低于大气压条件下,分别以磁性ⅧB族金属（Ni、Co）和非磁性ⅦB族金属（Mn）作为催化剂,利用热等离子体原位合成纳米金刚石粒子。分析表明,金属Ni、Co和Mn与C可分别形成过饱和Ni（C）、Co（C）和Mn7C3（C）固溶体,随外界温度降低析出的C原子可以为金刚石相形成提供所需碳源。块体石墨和硅靶材蒸发的气态原子（C、Si）反应形成具有金刚石结构的β-SiC晶核,为有效碳源提供生长位点,制备出具有完整立方晶体结构的纳米金刚石粒子。研究表明,游离C原子可以在已生成的金刚石表面形成石墨层,阻碍金刚石相进一步生长;Si含量增加可导致金属-硅化合物副产物增加,不利于提高金刚石产率。进一步分析表明,金属催化剂组元可以与C形成短程有序Ni3C、Co3C和Mn3C结构,其中包含的C-C原子团具有与金刚石生长界面相似的晶体结构和电子结构,在高温条件下C-C原子团可分离出来,并在已经生成的金刚石相界面上进行堆垛,促进金刚石粒子的生长。实验揭示了利用金属组元高温固溶C作为有效碳源、以原位形成的斤SiC相为晶核种籽、瞬态急冷过程中金刚石相的形成规律。验证了金属固溶体中碳固溶度随温度变化量,在金刚石形成过程中的关键作用,拓展了利用非磁金属催化剂合成纳米金刚石的新途径。（2）以热等离子体为热源,使用无定形硼粉和石墨粉为混合原材料,制备多形态B4C纳米片、空心球以及超薄B4C膜。B4C纳米片相比较粒子,其共有性能都会得到提升,而且在电子领域具有很高的应用潜力。分析表明,在H2:Ar=1:2的气氛中可合成出具有层状结构的B4C颗粒;改变混合气氛比例（H2:Ar=1:6）,合成出厚度约为10 nm的B4C纳米片,这是B4C初始晶核沿二维各向异性生长所导致,在电弧法中通过改变气氛可以控制B4C纳米片的形貌,尺寸等,这使在电弧法在制备B4C纳米片方面具有一定的意义。以氧化硼和石墨粉混合粉为原料时,因为氧原子的参与,制备出了直径为50-200 nm的B4C空心球,球壳为厚度在5-7 nm沿（0 21）晶面生长的B 4 C纳米片组成。使用电弧法成功制备出MgO框架,以MgO、无定形硼粉和石墨粉为原料,首次制备出由厚度约为1.5 nm的超薄二维B4C膜。这对B4C在其它领域的应用具有很大的意义。分析表明,这种超薄B4C膜的形成是以原位形成的MgO纳米纤维为模板框架,在其表面化合形成二维结构B4C团聚体,具有沿（021）晶面生长特征长大。由于受到MgO框架束缚,团聚体呈颗粒态,生成的B4C膜无法延伸,当除去MgO框架后得以舒展,形成超薄B4C膜。实验表明,其光学带隙为1.37 eV,对亚甲基蓝的光催化降解率可以达到99.4%,开辟了B4C在光催化领域的应用。
贾宗伟[7]（2019）在《镁合金表面类金刚石薄膜的制备及性能研究》文中研究说明类金刚石薄膜（DLC）是一类无定型多功能碳薄膜材料,具有许多类似于金刚石的优异性能,如高硬度、低摩擦系数、耐磨损和耐腐蚀等,是一种良好的保护性功能薄膜。在镁合金表面沉积类金刚石薄膜可以提高镁合金的表面性能,保护镁合金不被磨损和腐蚀,是镁合金表面改性的一种有效方法。与物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）两种方法相比,液相电化学沉积技术具有设备简单、反应条件温和、成本低等优点,具有广阔的发展前景。本文采用液相电化学沉积方法,在镁合金表面直流预镀Cu作为过渡层,之后在Cu层上沉积类金刚石薄膜。探讨合适的掺杂改性元素,优化沉积工艺参数,并研究其电化学及摩擦磨损行为,以期提高镁合金的耐磨减摩及耐腐蚀性能,拓展镁合金的应用领域。本文主要研究内容和结论如下:（1）优化沉积工艺参数为:碳源为乙醇,去离子水和乙酸的添加量分别为20mL、15 mL,电压为200 V,温度为25℃,沉积时间为2 h;掺杂Ni元素的Ni-DLC薄膜优化沉积工艺参数为:碳源为乙醇,去离子水、乙酸和氯化镍的添加量分别为25mL、15mL、0.02g/L,电压为200V,温度为25℃,沉积时间为1.5h;掺杂B元素的B-DLC薄膜优化沉积工艺为:碳源为乙醇,去离子水、乙酸和硼酸的添加量分别为20 ml、25 mL,0.03 g/L,电压为200V,温度为25℃,沉积时间为1.5 h沉积的DLC薄膜表面光滑平整,晶粒大小均匀。（2）采用电化学沉积方法,在AZ91D镁合金表面制备了Ni-DLC薄膜。结果表明,由于Ni元素的掺杂,促使薄膜中sp2杂化碳原子结构增多,当Ni掺杂量为0.02g/L时,Ni-DLC薄膜具有较高的显微硬度和较低的磨损量和摩擦系数,其值分别为118.2 HV、0.241 × 10-6 kg/m、0.233。当Ni掺杂量为0.03 g/L时,Ni-DLC薄膜在3.5 wt.%NaCl腐蚀液中具有较低的磨损量和摩擦系数,其值分别为0.256X 10-6kg/m和0.215。（3）采用电化学沉积方法,在AZ91D镁合金表面制备了B-DLC薄膜。结果表明,由于B元素的掺杂,促使薄膜中sp2杂化碳原子结构增多。当B掺杂量为0.03 g/L时,B-DLC薄膜具有最高的显微硬度,其值为149.1HV。在空气和3.5 wt%NaCl腐蚀液中的条件下具有最低的磨损量和摩擦系数,其值分别0.273 ＋10-6kg/m、0.256×10-6kg/m 0.261和0.108。（4）无元素掺杂的DLC薄膜,自腐蚀电位相比于Ni-DLC、B-DLC薄膜都要高,自腐蚀电位值为E0=-0.769 V。
吴金鑫[8]（2018）在《基于MPCVD的金刚石纳米结构阵列制备工艺研究》文中提出金刚石纳米结构阵列因同时具有金刚石的特殊物理化学性能及微纳尺度下的低维效应而受到越来越多的关注,其应用深入微电子,机械,电化学,仿生科技等领域,具有广阔的应用前景。本文开展了金刚石纳米结构阵列的制备研究,在微波等离子体化学气相沉积（Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition,MPCVD）装置下分别在硅基底和钛基底上沉积出纳米金刚石（Nano-crystalline diamond,NCD）薄膜,后进行反应离子刻蚀（Reactive Ion Etching,RIE）制备纳米结构,研究工艺参数对薄膜表面纳米结构的影响。本文完成的主要工作及取得的成果如下:1.采用SRIM软件模拟氩离子轰击金刚石薄膜后碳原子溅射率变化,发现随着氩离子能量增加,入射范围加深,级联碰撞更频繁,导致碳原子溅射率升高,且氩离子能量达到250 eV时碳原子溅射率达到最高,而入射角增加碳原子溅射率也增加,当入射角约7075°时碳原子的溅射率最高,继续增大入射角离子溅射深度显着下降,碳原子溅射率减少。2.运用MPCVD技术分别在硅基底与钛基底上沉积NCD薄膜,发现硅基NCD薄膜表面呈现团簇形貌,生长致密,为高质量NCD膜。而钛基NCD薄膜呈现大团聚中含“菜花状”团簇形貌,生长极为致密,薄膜质量高。3.对硅基NCD膜进行RIE,包括无掩膜与掩膜工艺的研究。无掩膜刻蚀主要研究刻蚀时间,氩气比例,基底偏压工艺参数的影响,结果显示刻蚀时间越长,氩气比例越高,基底偏压约大,薄膜表面纳米锥阵列的密度越高,尺寸越大,完整性越好,而氩气比例过高,将无法形成规则的纳米结构。掩膜刻蚀工艺则研究了金刚石微粉浓度,微粉尺寸及喷金时间工艺参数的影响,结果显示金刚石微粉浓度越高,纳米锥分布越紧密,团聚现象也更明显,难以形成规则的纳米结构;微粉尺寸增加,将从纳米锥演变成微米级凸台结构,凸台上表面甚至出现纳米锥;喷金时间延长,薄膜表面从纳米锥结构逐渐变成杂乱的凸起形貌,无纳米结构形成。4.应用RIE技术对钛基NCD薄膜刻蚀工艺进行系统研究,包括基底偏压,刻蚀气压及喷金时间的影响,发现低基底偏压下可制备高密度小尺寸纳米锥阵列,高基底偏压下可得到高密度大尺寸纳米锥阵列;低气压下形成高质量纳米锥阵列,气压越高纳米锥阵列尺寸越小,一致性越差,气压过高则无纳米结构;喷金时间短时微小金颗粒掩膜作用下形成高长径比的纳米锥结构,喷金时间到10s以上,形成均匀分布约500 nm大小的凸台结构。
陈莹[9]（2017）在《熔盐阳极电沉积碳膜的研究》文中进行了进一步梳理碳膜具有许多优异的物理化学性能,如高硬度、高耐磨性、高电阻率、高热导率、低摩擦系数、化学惰性、抗腐蚀性、光学透过性等,因而广泛用于机械、电子、光能、航空航天、生物医学等领域。比较常用的制备碳膜方法是物理气相沉积和化学气相沉积。虽然气相沉积制备的碳膜也具有良好的物理化学性质,但是由于沉积过程中碳膜基体的温度过高,碳膜中残余热应力较大,导致碳膜易从基体上剥落。另外,气相沉积需要的设备复杂并且价格昂贵,且碳沉积速度较慢。尽管熔盐电化学方法沉积碳膜没有气相沉积方法技术成熟,但是其具备设备简单,碳沉积速度较快等优点。较低温度的熔盐介质对碳膜和基体还能起到一定的退火作用,有利于消除碳膜残余热应力,提高碳膜和基体之间的结合力。根据碳沉积过程发生的电化学反应,熔盐电沉积法还可分为阳极沉积和阴极沉积。阴极还原得到的碳膜主要为sp2杂化形式的碳;而阳极氧化获得的碳膜具有较高的sp3成分。由于阳极氧化沉积碳膜工艺要求更严格,在金属基体上形成连续碳膜的难度较大,相关工作也鲜少文献报导。本文以CaC2为碳源,采用熔盐阳极氧化在Ni、Cu和Ti基体上沉积碳膜。通过两步恒电位阳极氧化电沉积的方法快速地制备附着力良好的连续碳膜,并对碳膜进行表征;对电化学沉积碳膜的阳极过程、碳膜的生长机理、以及电沉积的工艺条件对碳膜微观结构的影响进行了研究。得到的主要结果如下:（1）在LiCl-KCl-CaCl2-CaC2的熔盐体系中,C22-离子可以在石墨、Ni、Cu、Ti电极上发生阳极氧化生成碳原子。与石墨电极相比,C22-离子在Ni、Ti和Cu电极上氧化电位更负。沉积C可以与Ni和Ti两种基体金属形成碳-金属固溶体,对阳极沉碳的电极过程起到去极化作用;金属Cu电极对C22-离子的阳极氧化反应具有催化作用,使C22-离子的氧化沉积电位比石墨电极负移0.2V。（2）采用两步恒电位阳极氧化沉积法可以快速地在Ni基体上生成具有Ni-C固溶体过渡层的连续碳膜。碳膜是由相互堆积紧密的类圆形薄片构成二次碳颗粒组成,其物相为石墨和无定型碳的混合相;延长第二阶段的沉积时间,沉积碳颗粒的尺寸会逐渐增大,碳膜与基体的附着力开始下降。（3）金属Cu基体不能与C形成碳化物或固溶体,难以在碳膜和金属基体之间形成含碳过渡层,导致碳膜与基体的结合强度较弱。先在Cu基体表面利用化学镀或电镀制备Ni中间层,然后电化学沉积碳膜,可以得到连续,均匀,附着力良好的碳膜。（4）金属Ti电极上的C22-离子氧化电位与钛阳极溶解电位十分相近,难以直接在钛基体上通过阳极氧化沉积碳膜。但是,在Ti基体上制备Ni中间层,然后再沉积碳膜,可以得到附着力良好的连续致密碳膜。
李海清[10]（2017）在《HFCVD制备工艺对金刚石薄膜电特性的影响》文中研究表明作为一种新型多功能材料,金刚石在诸多领域展现出了优异的特性,具有极佳的应用前景。在薄膜制备过程中,通过掺杂硼元素可以得到导电性能优异的掺硼金刚石（BDD）,有助于新型半导体器件的研发。此外,掺硼金刚石可作为电化学阳极材料,具有高电势窗口和低背景电流,在有机物分解、污水处理等方面应用广泛。本文采用热丝化学气相沉积（HFCVD）装置,制备了掺硼金刚石薄膜。研究了衬底温度、氢气流量、掺硼浓度、碳源流量对金刚石成膜质量的影响,分析了电阻率、载流子密度和电化学特性的变化规律。阐述了金刚石薄膜的生长模式,说明了特殊形貌金刚石的形成条件及机理。结果表明:薄膜中心电阻率的均匀性优于边缘区域,且晶粒尺寸增大有利于降低电阻率。在薄膜制备过程中,增大衬底温度为700℃左右,成膜质量提高,电化学窗口变宽,载流子密度增大,电阻率降低;衬底温度太高会降低成膜质量,电特性变差。分析了氢原子产生的机理和对薄膜的影响,氢气流量从170ml·min-1增大到260ml·min-1,晶界逐渐清晰,（111）衍射峰强度先增大后降低,电阻率递减,最大电势窗口达到4.2V。少量掺杂硼元素,可以填补生长缺陷,提高成膜质量,改善电化学特性;掺硼浓度达到6g·L-1时,载流子密度达到1.057×1014cm-2,电阻率减小为0.009?·cm,但薄膜致密度变差,杂质增多,电势窗口减小。碳源流量较低时,生长速率慢,但氢原子充分刻蚀非金刚石相,薄膜质量较高,电势窗口大且电阻率低;增大碳源流量为80ml·min-1,二次形核严重,出现大量球形金刚石。实验还表明:BDD电极的电化学特性和薄膜质量直接相关,且BDD电极在酸、盐、碱性溶液中的析氧电位呈递减趋势。通过对薄膜横截面的观察,得出微晶柱状生长和微晶晶粒堆积两种生长模式。五边形凹坑和V形槽结构是由孪晶缺陷形成的正十面体、正二十面体金刚石,球形金刚石由杂质和微晶金刚石组成,主要由二次形核作用产生。综上可知,当衬底温度680℃730℃,氢气流量200230ml·min-1,掺硼浓度2g·L-1,碳源流量5060ml·min-1时,金刚石成膜质量较高,电特性优异。
二、采用石墨碳源沉积金刚石薄膜（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、采用石墨碳源沉积金刚石薄膜（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）弯曲金属表面碳基薄膜制备及摩擦学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 碳基薄膜的分类及制备方法 |
| 1.1.1 金刚石薄膜 |
| 1.1.2 类金刚石薄膜 |
| 1.1.3 石墨烯薄膜 |
| 1.2 碳基薄膜的摩擦学性能研究现状 |
| 1.2.1 金刚石薄膜的摩擦学性能研究现状 |
| 1.2.2 类金刚石薄膜的摩擦学性能研究现状 |
| 1.2.3 石墨烯薄膜的摩擦学性能研究现状 |
| 1.3 论文研究意义与内容 |
| 第2章 弯曲金属表面类石墨薄膜制备及摩擦学特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 钢球表面类石墨薄膜的制备 |
| 2.2.2 钢球表面薄膜的表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 类石墨薄膜结构表征及其摩擦学特性 |
| 2.3.2 类石墨薄膜宏观超润滑机制分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 弯曲金属表面类富勒烯含氢碳薄膜制备及摩擦学特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 钢球表面类富勒烯含氢碳薄膜的制备 |
| 3.2.2 钢球表面类富勒烯含氢碳薄膜的表征 |
| 3.2.3 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 类富勒烯含氢碳薄膜 |
| 3.3.2 类富勒烯含氢碳薄膜的摩擦行为 |
| 3.3.3 类富勒烯含氢碳薄膜摩擦诱导结构演变 |
| 3.3.4 缺氢类富勒烯薄膜和对偶在摩擦下的第一性原理计算 |
| 3.3.5 富氢无定型碳薄膜和对偶在摩擦下的第一性原理计算 |
| 3.3.6 类富勒烯含氢碳薄膜的氧化机理 |
| 3.3.7 类富勒烯含氢碳薄膜在大气中的超低摩擦机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 弯曲金属表面石墨烯薄膜球磨法制备及摩擦学特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 钢球表面石墨烯薄膜的制备 |
| 4.2.2 钢球表面石墨烯薄膜的表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 钢球表面石墨烯形貌和结构分析 |
| 4.3.2 石墨烯薄膜与钢基底结合强度 |
| 4.3.3 石墨烯薄膜摩擦学性能 |
| 4.3.4 石墨烯薄膜减摩抗磨机制分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录B 专利 |
（3）以HPHT单晶片为衬底的MPCVD金刚石单晶马赛克拼接的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 金刚石的晶体结构 |
| 1.3 金刚石的分类 |
| 1.4 金刚石材料的性能与应用 |
| 1.4.1 力学性能 |
| 1.4.2 化学性质 |
| 1.4.3 电学性质 |
| 1.4.4 光学性质 |
| 1.4.5 热学性质 |
| 1.5 国内外研究进展 |
| 1.5.1 国外金刚石单晶研究经历与现状 |
| 1.5.2 国内研究现状 |
| 1.6 选题意义与研究内容 |
| 1.6.1 选题意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 试验原理与设备 |
| 2.1 HPHT法金刚石单晶生长原理与设备 |
| 2.1.1 HPHT金刚石生长原理 |
| 2.1.2 HPHT六面顶压机设备 |
| 2.2 MPCVD金刚石单晶生长原理与设备 |
| 2.2.1 MPCVD金刚石生长原理 |
| 2.2.2 MPCVD金刚石生长设备 |
| 2.3 金刚石加工设备 |
| 2.3.1 金刚石激光切割机 |
| 2.3.2 金刚石表面加工设备 |
| 2.4 材料表征设备与原理 |
| 2.4.1 激光共聚焦显微镜 |
| 2.4.2 拉曼光谱仪 |
| 2.4.3 高分辨X射线衍射仪 |
| 2.4.4 X射线光电子能谱仪 |
| 2.4.5 原子力显微镜 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 HPHT金刚石单晶衬底片制备 |
| 3.1 HPHT金刚石单晶生长的模拟仿真 |
| 3.1.1 有限元模拟仿真法介绍 |
| 3.1.2 Ansys模拟仿真生长腔室结构与主要参数 |
| 3.1.3 有限元模型的建立 |
| 3.1.4 生长腔室内部温度梯度模拟仿真与分析 |
| 3.2 HPHT金刚石单晶生长 |
| 3.3 HPHT金刚石单晶片的制备 |
| 3.3.1 HPHT金刚石单晶激光切割 |
| 3.3.2 HPHT金刚石单晶片的研磨 |
| 3.3.3 HPHT金刚石单晶片的精密抛光 |
| 3.4 HPHT金刚石片的质量表征 |
| 3.5 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第四章 MPCVD金刚石单晶的生长探索与表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 MPCVD单晶金刚石生长的影响因素 |
| 4.2.1 金刚石单晶衬底 |
| 4.2.2 生长温度与压力的关系 |
| 4.2.3 衬底沉积台结构 |
| 4.2.4 工艺气体与浓度 |
| 4.3 MPCVD金刚石单晶生长的工艺探索 |
| 4.3.1 衬底片的预处理 |
| 4.3.2 微波功率、衬底温度与压力的关系 |
| 4.3.3 甲烷浓度的影响 |
| 4.4 MPCVD金刚石的同质外延生长 |
| 4.5 MPCVD金刚石的同质外延质量的表征 |
| 4.6 MPCVD金刚石表面形貌的分析 |
| 4.7 器件验证 |
| 4.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 金刚石单晶马赛克拼接的生长与表征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 厘米级金刚石单晶马赛克拼接生长 |
| 5.2.1 马赛克拼接片衬底 |
| 5.2.2 马赛克拼接片生长 |
| 5.3 马赛克拼接片的表面形貌 |
| 5.4 马赛克拼接片的质量表征 |
| 5.4.1 马赛克拼接片接缝区域拉曼扫描 |
| 5.4.2 马赛克拼接片的X射线衍射分析 |
| 5.4.5 金刚石马赛克拼接片的表面加工 |
| 5.5 马赛克拼接的机理分析 |
| 5.5.1 “克隆”法制备衬底与HPHT金刚石衬底的区别 |
| 5.5.2 衬底间间隙的影响 |
| 5.5.3 马赛克拼接片接缝掩蔽与台阶流移动机理 |
| 5.6 英寸级金刚石马赛克拼接片的制备与表征 |
| 5.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 结论与创新点 |
| 6.2 展望 |
| 6.3 后续工作 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表学生论文目录 |
| 学术期刊论文 |
| 发表发明专利 |
| 参与科研情况 |
| 附录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）多孔掺硼金刚石薄膜制备及其超级电容器性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 金刚石和掺硼金刚石的性能 |
| 1.2.1 金刚石的结构和性能 |
| 1.2.2 掺硼金刚石的结构和性能 |
| 1.3 掺硼金刚石薄膜制备方法及工艺参数的影响 |
| 1.3.1 掺硼金刚石薄膜的制备方法 |
| 1.3.2 掺硼金刚石薄膜的掺杂方法 |
| 1.3.3 工艺参数对掺硼金刚石薄膜结构和性能的影响 |
| 1.4 掺硼金刚石薄膜电极的应用 |
| 1.4.1 污染物的降解 |
| 1.4.2 微量有机物及无机金属离子的检测 |
| 1.4.3 微型超级电容器 |
| 1.5 掺硼金刚石薄膜在超级电容器领域的研究进展 |
| 1.5.1 超级电容器的分类及储能原理 |
| 1.5.2 掺硼金刚石薄膜基底选择的研究进展 |
| 1.5.3 掺硼金刚石薄膜表面形貌制备方法的研究进展 |
| 1.6 选题依据和研究内容 |
| 1.7 主要创新点 |
| 第2章 多孔掺硼金刚石薄膜的制备工艺与表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验原料 |
| 2.3 掺硼金刚石薄膜的制备步骤 |
| 2.3.1 金刚石薄膜的种晶过程 |
| 2.3.2 硅基底掺硼金刚石薄膜的制备 |
| 2.3.3 钽基底掺硼金刚石泡沫薄膜的制备 |
| 2.3.4 钛基底掺硼金刚石薄膜的制备 |
| 2.3.5 掺硼金刚石纳米钉制备 |
| 2.4 表征方法 |
| 2.4.1 实验仪器 |
| 2.4.2 表面结构的表征 |
| 2.4.3 电化学性能表征 |
| 第3章 掺硼金刚石纳米线的构建及其超级电容器性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微观形貌和结构表征 |
| 3.3 Si/BDD薄膜电极的电化学性能表征 |
| 3.4 Si衬底的表面形貌对Si/BDD薄膜电极电容性能的影响 |
| 3.5 结论 |
| 第4章 掺硼金刚石泡沫结构的构建及其超级电容器性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微观形貌和结构表征 |
| 4.3 电化学性能表征 |
| 4.4 微观形貌对电化学性能的影响机理探讨 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 掺硼金刚石多孔结构的构建及其超级电容性能的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微观形貌和结构表征 |
| 5.3 电化学性能表征 |
| 5.4 Ti/BDD电极的微观形貌对电化学性能影响机理的探讨 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 多孔掺硼金刚石纳米钉的构建及其超级电容性能的研究和应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 微观形貌和结构表征 |
| 6.3 电化学性能表征 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 论文主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 1.个人简历 |
| 2.攻读博士学位期间发表论文情况 |
| 3.攻读博士学位期间获得奖励情况 |
（5）铜掺杂薄膜在白蛋白溶液中促进摩擦界面形成类石墨碳润滑层的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 人工关节和椎间盘的临床应用 |
| 1.1.1 人工关节材料、特性及存在的问题 |
| 1.1.2 人工椎间盘材料、特性及存在的问题 |
| 1.2 人工关节和椎间盘的磨损机制 |
| 1.2.1 人工关节磨损机制 |
| 1.2.2 人工椎间盘磨损机制 |
| 1.3 等离子体表面改性用于提高人工关节和椎间盘摩擦界面耐磨耐蚀性能研究 |
| 1.3.1 离子注入 |
| 1.3.2 薄膜沉积 |
| 1.3.3 表面改性层的失效机制 |
| 1.4 具有促进摩擦界面润滑层形成的无机薄膜 |
| 1.4.1 关节摩擦配副表面生物润滑膜形成机制 |
| 1.4.2 体内磨损自修复概念 |
| 1.5 选题意义 |
| 1.6 本文研究目标及内容 |
| 1.6.1 研究目标 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.6.3 技术路线 |
| 第2章 电子回旋共振化学气相沉积(ECR-CVD)制备DLC薄膜均匀性的改善 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.3 材料表征 |
| 2.3.1 等离子体发射光谱(OES) |
| 2.3.2 薄膜厚度及残余应力 |
| 2.3.3 拉曼散射光谱检测(Raman) |
| 2.3.4 X射线光电子能谱检测(XPS) |
| 2.3.5 弹性反冲检测(ERDA) |
| 2.3.6 扫描电子显微镜检测(SEM) |
| 2.3.7 原子力显微镜检测(AFM) |
| 2.3.8 薄膜硬度检测 |
| 2.3.9 摩擦磨损检测 |
| 2.3.10 薄膜动态极化检测 |
| 2.4 研究结果 |
| 2.4.1 距离等离子体源不同距离处Hα等离子体发射光谱(OES) |
| 2.4.2 纵向磁场分布及薄膜厚度 |
| 2.4.3 不同基体偏压制备DLC薄膜的截面形貌 |
| 2.4.4 不同基体偏压制备DLC薄膜粗糙度 |
| 2.4.5 不同基体偏压制备DLC薄膜结构 |
| 2.4.6 不同基体偏压制备DLC薄膜硬度 |
| 2.4.7 不同基体偏压制备DLC薄膜耐磨损性能研究 |
| 2.4.8 不同基体偏压制备DLC薄膜耐腐蚀性 |
| 2.4.9 不同基体偏压制备DLC薄膜内应力 |
| 2.5 讨论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 白蛋白溶液中Cu/Al_2O_3及CoCrMoo/Al_2O_3摩擦界面研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 研究方法 |
| 3.3 材料表征 |
| 3.4 研究结果 |
| 3.4.1 磨损形貌 |
| 3.4.2 磨损区域微区红外检测(ATR-FTIR) |
| 3.4.3 磨损区域拉曼光谱检测(Raman) |
| 3.4.4 Al_2O_3球头磨斑处成分—飞行时间分辨二次离子质谱检测(To F-SIMS) |
| 3.4.5 Al_2O_3球头磨斑处成分—电子能量损失谱(EELS)检测 |
| 3.4.6 Cu表面BSA分子吸附 |
| 3.4.7 Cu磨痕表面BSA蛋白分子量变化检测 |
| 3.5 讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 铜掺杂氮化钛(TiCuN)薄膜的研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 研究方法 |
| 4.3 薄膜制备 |
| 4.4 材料表征 |
| 4.4.1 膜厚、应力以及显微硬度检测 |
| 4.4.2 薄膜膜基结合评价 |
| 4.4.3 X射线衍射检测(XRD) |
| 4.4.4 薄膜透射电子显微镜检测(TEM) |
| 4.4.5 薄膜表面粗糙度评价 |
| 4.5 TiN薄膜制备及其组织结构 |
| 4.6 过渡层对薄膜结合力的影响 |
| 4.7 TiCuN薄膜制备及其组织结构研究 |
| 4.7.1 不同掺铜量TiN薄膜膜厚及应力 |
| 4.7.2 不同掺铜量TiCuN薄膜表面及断面形貌 |
| 4.7.3 不同掺铜量TiCuN薄膜XRD检测 |
| 4.7.4 不同掺铜量TiCuN薄膜显微硬度 |
| 4.7.5 不同掺铜量TiCuN薄膜膜基结合力 |
| 4.8 讨论 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 白蛋白溶液中TiCuN/Al_2O_3摩擦界面研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 研究方法 |
| 5.2.1 材料及试剂 |
| 5.2.2 摩擦磨损实验 |
| 5.3 细胞毒性评价 |
| 5.3.1 细胞培养 |
| 5.3.2 CCK-8检测 |
| 5.3.3 细胞形貌观察 |
| 5.4 材料表征 |
| 5.4.1 磨痕表面形貌 |
| 5.4.2 拉曼光谱检测(Raman) |
| 5.4.3 蛋白免疫印迹(Western-Blot) |
| 5.4.4 飞行时间二次离子质谱分析(To F-SIMS) |
| 5.4.5 电子能量损失谱(EELS) |
| 5.4.6 分子动力学模拟计算 |
| 5.5 研究结果 |
| 5.5.1 细胞相容性 |
| 5.5.2 TiN/Al_2O_3与TiCuN/Al_2O_3摩擦配副在BSA及生理盐水中的摩擦学行为研究 |
| 5.5.3 TiN/Al_2O_3与TiCuN/Al_2O_3摩擦配副摩擦界面BSA分子量变化 |
| 5.5.4 BSA溶液中TiN/Al_2O_3与TiCuN/Al_2O_3摩擦副摩擦界面类石墨碳润滑层形成机制研究 |
| 5.5.5 Cu表面化学键断裂 |
| 5.6 讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 全文结论 |
| 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文及科研成果 |
（6）热等离子体合成纳米金刚石、超薄碳化硼膜及其结构表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 金刚石材料 |
| 1.1.1 金刚石的原子和晶体结构 |
| 1.1.2 金刚石晶格空间群 |
| 1.1.3 纳米金刚石的特性 |
| 1.1.4 纳米金刚石的应用 |
| 1.1.5 纳米金刚石的合成机理与方法 |
| 1.2 碳化硼(B_4C)材料 |
| 1.2.1 B_4C的晶体结构 |
| 1.2.2 硼碳化合物的二元相图 |
| 1.2.3 B_4C的性能 |
| 1.2.4 B_4C的合成方法 |
| 1.2.5 二维B_4C的发展现状 |
| 1.3 直流电弧等离子体法制备纳米材料 |
| 1.3.1 等离子体 |
| 1.3.2 电弧法工作原理 |
| 1.4 本文主要研究思路 |
| 1.4.1 选题依据 |
| 1.4.2 研究目的和意义 |
| 1.4.3 研究内容 |
| 2 利用磁性ⅧB族过渡金属催化剂(Ni、Co)控制合成纳米金刚石 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 氢等离子体的非平衡热力学耦合方程 |
| 2.3 实验所用材料、仪器和表征手段 |
| 2.3.1 实验所用材料 |
| 2.3.2 实验所用仪器 |
| 2.3.3 实验所用表征手段 |
| 2.4 镍-硅-碳体系制备纳米金刚石 |
| 2.4.1 硅-碳体系纳米粒子的制备与表征 |
| 2.4.2 镍-碳体系纳米粒子的制备与表征 |
| 2.4.3 镍-硅体系纳米粒子的制备与表征 |
| 2.4.4 镍-硅-碳体系纳米粒子的制备与表征 |
| 2.5 钴-硅-碳体系制备纳米金刚石 |
| 2.5.1 钴-碳体系纳米粒子的制备与表征 |
| 2.5.2 钴-硅体系纳米粒子的制备与表征 |
| 2.5.3 钴-硅-碳体系纳米粒子的制备与表征 |
| 2.6 Ni、Co合成纳米金刚石机理分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 利用非磁性ⅦB族过渡金属催化剂(Mn)控制合成纳米金刚石 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验所用材料、仪器和表征手段 |
| 3.2.1 实验所用材料 |
| 3.2.2 实验所用仪器 |
| 3.2.3 实验所用表征手段 |
| 3.3 锰-硅-碳体系制备纳米金刚石 |
| 3.3.1 锰-碳二元体系纳米粒子的制备及表征 |
| 3.3.2 锰-硅二元体系纳米粒子的制备及表征 |
| 3.3.3 锰-硅-碳三元体系纳米粒子的制备及表征 |
| 3.4 电弧法制备纳米金刚石粒子的形成机理研究 |
| 3.4.1 过渡性金属催化剂的催化机理分析 |
| 3.4.2 Mn合成纳米金刚石机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 二维B_4C纳米片和超薄B_4C膜的制备、表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验所用材料、仪器和表征手段 |
| 4.2.1 实验所用材料 |
| 4.2.2 实验所用仪器 |
| 4.2.3 实验所用表征手段 |
| 4.3 二维B_4C纳米片的制备及表征 |
| 4.3.1 二维B_4C纳米片的制备与表征(H_2:Ar=1:2) |
| 4.3.2 二维B_4C纳米片的制备与表征(H_2:Ar=1:6) |
| 4.4 二维超薄B_4C膜的制备及表征 |
| 4.4.1 B_4C空心球的制备与表征 |
| 4.4.2 超薄B_4C膜的制备与表征 |
| 4.5 超薄B_4C膜形成机理的研究 |
| 4.6 超薄B_4C膜光催化性能的研究 |
| 4.6.1 超薄B_4C膜的UV-vis吸收光谱 |
| 4.6.2 超薄B_4C膜的光催化性 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 结论、创新点与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）镁合金表面类金刚石薄膜的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 镁及镁合金 |
| 1.2.1 镁及镁合金的性质 |
| 1.2.2 镁合金的应用 |
| 1.3 镁合金的研究现状 |
| 1.3.1 镁合金的腐蚀 |
| 1.3.2 镁合金的表面防护 |
| 1.3.3 镁合金表面处理技术 |
| 1.4 类金刚石薄膜 |
| 1.4.1 类金刚石的定义及分类 |
| 1.4.2 类金刚石薄膜的制备方法 |
| 1.4.3 类金刚石薄膜的应用 |
| 1.5 本文的研究目的 |
| 1.6 本文的研究内容 |
| 2 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验仪器设备 |
| 2.3 实验步骤 |
| 2.3.1 镁合金表面前处理 |
| 2.3.2 直流电沉积类金刚石薄膜工艺 |
| 2.3.3 Ni元素掺杂的类金刚石薄膜制备工艺 |
| 2.3.4 B元素掺杂的类金刚石薄膜制备工艺 |
| 2.4 实验的技术路线 |
| 2.5 DLC薄膜的表征 |
| 2.5.1 拉曼光谱 |
| 2.5.2 DLC薄膜微观形貌及能谱分析 |
| 2.5.3 DLC薄膜显微硬度测试 |
| 2.5.4 DLC薄膜摩擦磨损性能的测试 |
| 2.5.5 电化学测试 |
| 3 类金刚石薄膜结构的表征 |
| 3.1 DLC薄膜结构分析 |
| 3.2 DLC薄膜能谱元素分析 |
| 3.3 DLC薄膜截面分析 |
| 3.4 DLC薄膜的沉积原理 |
| 3.5 小结 |
| 4 Ni掺杂对类金刚石薄膜结构和性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 DLC薄膜结构和形貌的研究 |
| 4.2.1 DLC薄膜结构的表征 |
| 4.2.2 Ni掺杂对DLC薄膜表面形貌的影响 |
| 4.3 Ni掺杂对DLC薄膜摩擦学性能的影响 |
| 4.3.1 Ni元素掺杂对DLC薄膜硬度的影响 |
| 4.3.2 空气条件下Ni掺杂对DLC薄膜摩擦学性能影响 |
| 4.3.3 腐蚀条件下Ni掺杂对DLC薄膜摩擦学性能影响 |
| 4.4 Ni掺杂对DLC薄膜耐腐蚀性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 B掺杂对类金刚石薄膜结构和性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 B掺杂对DLC薄膜结构的影响 |
| 5.3 B掺杂对DLC薄膜表面形貌的影响 |
| 5.4 B掺杂对DLC薄膜摩擦学性能的影响 |
| 5.4.1 B元素掺杂对DLC薄膜硬度的影响 |
| 5.4.2 空气条件下B元素掺杂对DLC薄膜摩擦学性能影响 |
| 5.4.3 腐蚀液条件下B元素掺杂对DLC薄膜摩擦学性能影响 |
| 5.5 B掺杂对DLC薄膜耐腐蚀性能的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）基于MPCVD的金刚石纳米结构阵列制备工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 金刚石薄膜的研究现状 |
| 1.2.1 金刚石的结构与性质 |
| 1.2.2 金刚石薄膜的制备方法 |
| 1.3 金刚石纳米结构的制备现状 |
| 1.3.1 选择性沉积 |
| 1.3.2 离子束溅射刻蚀 |
| 1.3.3 激光刻蚀 |
| 1.3.4 金属活性催化刻蚀 |
| 1.3.5 反应离子刻蚀 |
| 1.4 金刚石纳米结构的应用 |
| 1.4.1 磨削加工 |
| 1.4.2 场发射领域 |
| 1.4.3 传感器 |
| 1.4.4 多功能仿生结构 |
| 1.4.5 显微学探针 |
| 1.4.6 电极 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 金刚石薄膜刻蚀的仿真研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模拟软件简介及相关理论 |
| 2.2.1 SRIM软件简介 |
| 2.2.2 Monte Carlo模拟原理 |
| 2.3 离子轰击角度对金刚石薄膜的影响 |
| 2.4 离子轰击能量对金刚石薄膜的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 纳米金刚石薄膜的制备 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验设备结构与原理 |
| 3.3 实验方法与参数 |
| 3.3.1 硅基纳米金刚石薄膜制备 |
| 3.3.2 钛基纳米金刚石薄膜制备 |
| 3.3.3 纳米金刚石薄膜表征方法 |
| 3.4 实验结果与分析 |
| 3.4.1 硅基纳米金刚石薄膜 |
| 3.4.2 钛基纳米金刚石薄膜 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 硅基金刚石纳米结构的制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法与参数 |
| 4.2.1 无掩膜刻蚀制备硅基金刚石纳米结构 |
| 4.2.2 掩膜刻蚀制备硅基金刚石纳米结构 |
| 4.2.3 硅基金刚石纳米结构表征方法 |
| 4.3 无掩膜刻蚀硅基金刚石纳米结构实验结果与分析 |
| 4.3.1 刻蚀时间对硅基金刚石纳米结构影响 |
| 4.3.2 氩气比例对金刚石纳米结构影响 |
| 4.3.3 基底偏压对金刚石纳米结构影响 |
| 4.4 掩膜刻蚀硅基金刚石纳米结构实验结果与分析 |
| 4.4.1 金刚石微粉浓度对纳米结构的影响 |
| 4.4.2 金刚石微粉尺寸对纳米结构的影响 |
| 4.4.3 喷金时间对纳米结构的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 钛基金刚石纳米结构的制备 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法与参数 |
| 5.2.1 金刚石纳米结构制备 |
| 5.2.2 钛基金刚石纳米结构表征方法 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.2 基底偏压对钛基金刚石纳米结构影响 |
| 5.3.3 刻蚀气压对钛基金刚石纳米结构影响 |
| 5.3.4 喷金时间对钛基金刚石纳米结构影响 |
| 5.4 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 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（9）熔盐阳极电沉积碳膜的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 碳膜的结构、分类和性质 |
| 1.2.1 碳膜的结构 |
| 1.2.2 碳膜的分类 |
| 1.2.3 碳膜的性质 |
| 1.3 沉积碳膜的基体种类 |
| 1.3.1 金属基体 |
| 1.3.2 非金属基体 |
| 1.4 碳源的种类 |
| 1.4.1 气相碳源 |
| 1.4.2 液相碳源 |
| 1.4.3 固相碳源 |
| 1.5 碳膜的应用 |
| 1.5.1 碳膜在机械领域的应用 |
| 1.5.2 碳膜在光学领域的应用 |
| 1.5.3 碳膜在电子领域的应用 |
| 1.5.4 碳膜在医学领域的应用 |
| 1.5.5 碳膜在声学领域的应用 |
| 1.5.6 碳膜在化学领域的应用 |
| 1.6 碳膜的制备方法 |
| 1.6.1 物理气相沉积 |
| 1.6.2 化学气相沉积 |
| 1.6.3 电化学沉积 |
| 1.6.4 碳膜在制备过程中存在的问题及解决办法 |
| 1.7 本论文的研究目的及内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验原料及仪器 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.2.1 电解槽装置 |
| 2.2.2 熔盐的选择和预处理 |
| 2.2.3 电极的准备和组装 |
| 2.3 电化学测试 |
| 2.3.1 循环伏安法 |
| 2.3.2 计时电流法 |
| 2.3.3 动电位极化测试 |
| 2.4 碳膜的表征 |
| 2.4.1 碳膜形貌的表征 |
| 2.4.2 碳膜结构的表征 |
| 2.4.3 碳膜机械性能的表征 |
| 2.4.4 碳膜热稳定性的表征 |
| 第3章 金属Ni基体上阳极氧化电沉积碳膜 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 C_2~(2-)离子在LiCl-KCl-CaCl_2-CaC_2熔体中电化学行为的研究 |
| 3.2.1 C_2~(2-)离子在石墨电极上的电化学行为 |
| 3.2.2 C_2~(2-)离子在Ni电极上的电化学行为 |
| 3.3 Ni基体上电化学沉积碳膜的研究 |
| 3.3.1 一步恒电位电化学方法沉积碳膜 |
| 3.3.2 两步恒电位电化学方法沉积碳膜 |
| 3.4 碳膜的生长机理及影响因素的研究 |
| 3.4.1 碳膜在Ni基体上生长机理的研究 |
| 3.4.2 沉积电位对阳极沉积碳膜的影响 |
| 3.4.3 沉积温度对阳极沉积碳膜的影响 |
| 3.4.4 CaC_2的浓度对阳极沉积碳膜的影响 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 金属Cu基体上阳极氧化电沉积碳膜 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 C_2~(2-)离子在LiCl-KCl-CaCl_2-CaC_2熔体中电化学行为的研究 |
| 4.2.1 C_2~(2-)离子在Cu电极上的电化学行为 |
| 4.2.2 C_2~(2-)离子在附有Ni镀层的Cu电极上的电化学行为 |
| 4.3 Cu基体上直接电化学沉积碳膜 |
| 4.4 Cu基体上制备Ni过渡层的研究 |
| 4.4.1 Cu基体上制备化学镀Ni层 |
| 4.4.2 Cu基体上制备电镀Ni层 |
| 4.5 附有Ni层的Cu基体上电化学沉积碳膜及表征 |
| 4.5.1 附有化学镀Ni层的Cu基体上沉积碳膜及表征 |
| 4.5.2 附有电镀Ni层的Cu基体上沉积碳膜及表征 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 金属Ti基体上阳极氧化电沉积碳膜 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 C_2~(2-)离子在LiCl-KCl-CaCl_2-CaC_2熔体中电化学行为的研究 |
| 5.2.1 C_2~(2-)离子在Ti电极上的电化学行为 |
| 5.2.2 C_2~(2-)离子在附有化学镀镍层的Ti电极上的电化学行为 |
| 5.3 Ti基体上直接沉积碳膜及表征 |
| 5.4 Ti基体上制备化学镀Ni层的研究 |
| 5.5 附有化学镀Ni层的Ti基体上沉积碳膜及表征 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间撰写和发表的论文 |
| 作者简介 |
（10）HFCVD制备工艺对金刚石薄膜电特性的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金刚石的结构 |
| 1.2 金刚石的性质与应用 |
| 1.3 CVD金刚石薄膜控制掺杂 |
| 1.3.1 离子注入掺杂 |
| 1.3.2 生长过程掺杂 |
| 1.4 金刚石的研究现状及发展趋势 |
| 1.5 本文研究的内容 |
| 第二章 CVD金刚石制备工艺和表征方法 |
| 2.1 CVD金刚石薄膜制备方法 |
| 2.1.1 热丝CVD |
| 2.1.2 直流电弧等离子体喷射CVD |
| 2.1.3 微波等离子体CVD |
| 2.1.4 热阴极等离子CVD |
| 2.2 金刚石薄膜表征方法 |
| 2.2.1 原子力显微镜(AFM) |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.3 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.2.4 四探针测试仪 |
| 2.2.5 电化学工作站 |
| 第三章 HFCVD金刚石薄膜的制备 |
| 3.1 CVD金刚石合成机理 |
| 3.1.1 碳的P-T相图 |
| 3.1.2 化学泵模型 |
| 3.2 HFCVD设备介绍 |
| 3.3 HFCVD制备工艺 |
| 3.3.1 HFCVD基本原理 |
| 3.3.2 实验材料的选择 |
| 3.3.3 BDD薄膜制备 |
| 3.4 实验流程图 |
| 第四章 衬底温度、氢气流量对金刚石薄膜的影响 |
| 4.1 衬底温度对金刚石薄膜的影响 |
| 4.1.1 不同衬底温度下BDD薄膜形貌分析 |
| 4.1.2 不同衬底温度下BDD薄膜结构分析 |
| 4.1.3 不同衬底温度下BDD薄膜电特性分析 |
| 4.2 氢气流量对金刚石薄膜的影响 |
| 4.2.1 氢原子的产生 |
| 4.2.2 不同氢气流量下BDD薄膜形貌分析 |
| 4.2.3 不同氢气流量下BDD薄膜结构分析 |
| 4.2.4 不同氢气流量下BDD薄膜电特性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 掺硼浓度、碳源流量对金刚石薄膜的影响 |
| 5.1 掺硼浓度对金刚石薄膜的影响 |
| 5.1.1 不同掺硼浓度下BDD薄膜形貌分析 |
| 5.1.2 不同掺硼浓度下BDD薄膜结构分析 |
| 5.1.3 不同掺硼浓度下BDD薄膜电特性分析 |
| 5.1.4 BDD电极在不同溶液中的电解特性 |
| 5.2 碳源流量对金刚石薄膜的影响 |
| 5.2.1 不同碳源流量下BDD薄膜形貌分析 |
| 5.2.2 不同碳源流量下BDD薄膜结构分析 |
| 5.2.3 不同碳源流量下BDD薄膜电特性分析 |
| 5.2.4 金刚石薄膜横截面分析 |
| 5.3 特殊金刚石晶型分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间所取得的相关成果 |
| 致谢 |
四、采用石墨碳源沉积金刚石薄膜（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]弯曲金属表面碳基薄膜制备及摩擦学性能研究[D]. 侯德良. 兰州理工大学, 2021(01)
- [3]以HPHT单晶片为衬底的MPCVD金刚石单晶马赛克拼接的研究[D]. 王希玮. 山东大学, 2020(08)
- [4]多孔掺硼金刚石薄膜制备及其超级电容器性能研究[D]. 张静. 中国地质大学(北京), 2020(08)
- [5]铜掺杂薄膜在白蛋白溶液中促进摩擦界面形成类石墨碳润滑层的研究[D]. 邓乔元. 西南交通大学, 2019
- [6]热等离子体合成纳米金刚石、超薄碳化硼膜及其结构表征[D]. 周雷. 大连理工大学, 2019(06)
- [7]镁合金表面类金刚石薄膜的制备及性能研究[D]. 贾宗伟. 西安科技大学, 2019(01)
- [8]基于MPCVD的金刚石纳米结构阵列制备工艺研究[D]. 吴金鑫. 南京航空航天大学, 2018(02)
- [9]熔盐阳极电沉积碳膜的研究[D]. 陈莹. 东北大学, 2017(01)
- [10]HFCVD制备工艺对金刚石薄膜电特性的影响[D]. 李海清. 河北工业大学, 2017(02)