金剛石涂層因其硬度極高、導熱系數(shù)高、摩擦系數(shù)低、熱膨脹系數(shù)低以及化學惰性,使其十分適合應用在高壽命、耐磨損、強酸強堿等極其惡劣的工作環(huán)境中。并且金剛石涂層已經(jīng)廣泛應用于切削刀具、拉拔模具、機械密封環(huán)、軸承、電極等表面,顯著降低了摩擦系數(shù)和磨損率,使其壽命得到了成倍的增加。但是,由于現(xiàn)有的金剛石涂層設備容量較小,無法批量制備金剛石涂層制品,嚴重的制約了金剛石涂層產(chǎn)品的進一步推廣和應用。此外,小容量沉積設備也無法滿足工程實際中對大面積金剛石涂層產(chǎn)品的需求。在眾多的金剛石涂層技術中,熱絲化學氣相沉積金剛石涂層技術(Hot Filament Chemical Vapor Deposition,HFCVD)由于其具有結構簡單、操作方便、成本低、適用于大面積沉積金剛石涂層等優(yōu)點,十分適合應用在大容量金剛石涂層設備中。但是,隨著設備容積的增大,基體的溫度場的均勻一致性必然會加速下降,進而會影響金剛石涂層的形核速率、生長速度以及成膜質量,最終將導致各處金剛石涂層質量參差不齊。因此,關于基體溫度和氣體流場的研究及優(yōu)化,對于大容量HFCVD設備制備金剛石涂層制品的理論分析和實際制備都有著重要的意義。本課題...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 引言
    1.3 金剛石薄膜的材料特性和制備方法
        1.3.1 金剛石與金剛石薄膜的特性
        1.3.2 金剛石薄膜的生長機理
        1.3.3 金剛石薄膜的制備方法
    1.4 金剛石涂層產(chǎn)品的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 金剛石涂層機械密封
        1.4.2 金剛石涂層刀具
    1.5 基于HFCVD法溫度場仿真的研究現(xiàn)狀
    1.6 課題研究背景及意義
    1.7 本文研究內(nèi)容
第二章 HFCVD沉積系統(tǒng)模型的建立
    2.1 引言
    2.2 計算流體動力學理論基礎及仿真軟件
    2.3 仿真模型的建立與網(wǎng)格劃分
    2.4 仿真計算及結果
    2.5 本章小結
第三章 HFCVD法在碳化硅機械密封環(huán)端面沉積金剛石涂層的溫度場仿真及試驗研究
    3.1 引言
    3.2 小容量制備機械密封環(huán)的溫度場仿真優(yōu)化及沉積試驗
        3.2.1 小容量制備機械密封環(huán)的溫度場仿真及優(yōu)化
        3.2.2 小容量制備機械密封環(huán)的流場仿真
        3.2.3 小容量制備機械密封環(huán)的薄膜沉積實驗
    3.3 大容量制備機械密封環(huán)的溫度場仿真優(yōu)化及沉積試驗
        3.3.1 大容量制備機械密封環(huán)的溫度場仿真及優(yōu)化
        3.3.2 大容量制備機械密封環(huán)的流場仿真
        3.3.3 大容量HFCVD設備制備機械密封環(huán)的沉積實驗
    3.4 本章小結
第四章 大容量HFCVD設備制備金剛石涂層PCB銑刀的溫度場仿真與切削試驗研究
    4.1 引言
    4.2 大容量HFCVD設備制備金剛石涂層PCB銑刀的溫度場仿真
    4.3 大容量HFCVD設備制備金剛石涂層PCB銑刀的流場仿真
    4.4 大容量HFCVD設備制備PCB銑刀的沉積試驗
    4.5 金剛石涂層PCB銑刀的切削試驗研究
    4.6 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 本文完成的主要研究工作和結論
    5.2 主要創(chuàng)新點
    5.3 下一步研究工作
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間公開發(fā)表的論文



本文編號：3823572