Исследование влияния вариативной обработки твердосплавных пластин на плотность зарождения, морфологию и адгезионные характеристики алмазной пленки

摘要

Рассмотрено влияние вариативной обработки поверхности твердосплавных пластин WC-Co на зарождение, структуру и фазовый состав алмазных пленок, полученных CVD-методом с использованием медного подслоя и суспензии ультрадисперсного алмаза (УДА). Определено, что сплошная алмазная пленка формируется на подслое меди или при сочетании медного подслоя и УДА. Установлено, что структура алмазной пленки состоит из сферических глобул при использовании медного подслоя, УДА и при их совместном осаждении на поверхности WC-Co. Однородная алмазная пленка с направленным ростом в плоскости (100) формируется при подготовке поверхности в четыре стадии: нанесение медного подслоя с последующими травлением в азотной кислоте, обработкой в суспензии УДА и повторным осаждением медного подслоя на поверхность WC-Co. Методом спектроскопии комбинационного рассеяния света (КР-спектроскопии) установлено, что вне зависимости от параметров обработки поверхности формируется алмазная фаза (1332 см~(-1)), однако положение алмазного пика определяется параметрами вариативной обработки поверхности. Установлено кристаллическое качество полученных покрытий по отношению интегральных интенсивностей sp~2/sp~3, определенных с помощью КР-спектроскопии. Минимальное содержание графитовых примесей (sp~2/sp~3 = 62) получено при обработке медного подслоя в УДА, а максимальное (sp~2/sp~3 = 105) - при обработке поверхности WC-Co только в УДА. Наилучшая адгезия пленки к подложке получена при использовании медного подслоя и при трехэтапной подготовке поверхности твердосплавных пластин.