加氮对直流电弧等离子体喷射金刚石膜显微组织和断裂强度的影响

摘要

利用DCArcPlasmaJetCVD法制备搀杂氮的金刚石厚膜。研究了在反应气体CH4 /Ar/H2 中加入N2 对金刚石膜显微组织和力学性能的影响。在固定H2 、Ar、CH4 流量的情况下改变N2 的流量 ,即反应气体中氮原子和碳原子的变化比例 (N/C比 ,范围从 0 0 6～ 0 6 8) ,同时在固定的腔体压力 (4kPa)和衬底温度 (80 0℃ )下进行金刚石膜生长。用扫描电镜 (SEM )观察金刚石膜形貌、用X射线衍射表征晶体取向 ,用三点弯曲的方法来测量金刚石膜的断裂强度。结果表明 ,氮气在反应气体中的大量加入 ,对直流等离子体喷射制备金刚石膜的显微组织和力学性能有显著的影响。