金刚石颗粒表面Cr金属化及薄膜间界面扩散反应的研究

摘要

运用直流磁控溅射法可在金刚石颗粒表面沉积150 nm的金属Cr层.在超高真空条件下,经300-600℃的热退火处理,可促进Cr膜与金刚石基底间的界面扩散和反应.利用俄歇电子能谱研究了Cr/金刚石颗粒界面的结合状态,发现Cr与金刚石薄膜发生了强烈的界面扩散,Cr元素渗入金刚石层达90 nm,并在界面上发生化学反应形成Cr的碳化物层,对界面扩散反应动力学的研究表明,Cr/金刚石界面扩散反应的表观活化能为38.4 kJ/mol,界面扩散反应主要由碳的扩散过程控制.热处理温度越高,界面扩散及反应越显著,但不利于碳化物层生成的氧化反应速度也会有所增加,界面反应产物从Cr2C3转变为Cr2C物种.延长热处理时间有利于金属碳化物的生成,同样导致界面反应产物从Cr2C3转变为Cr2C物种.