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化學(xué)氣相沉積金剛石微球的生長機(jī)制研究

徐帥; 李曉普; 丁玉龍; 吳嘯; 范波; 閆寧 鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司; 鄭州450001; 超硬材料磨具國家重點實驗室; 鄭州450001; 燕山大學(xué)亞穩(wěn)材料制備科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室; 河北秦皇島066004

摘要：采用微波等離子體化學(xué)氣相沉積法,在過飽和碳離子濃度條件下,在單晶硅襯底上制備了球形結(jié)構(gòu)的多晶金剛石微球,通過控制沉積氣壓與溫度的變化,研究了金剛石由石墨生長區(qū)向納米晶的球形結(jié)構(gòu)、再到具有良好結(jié)晶性的金剛石生長區(qū)的過渡過程。結(jié)果表明：沉積氣壓與溫度的升高導(dǎo)致微球的粒徑增大,微球由sp3、sp2鍵共存相轉(zhuǎn)變?yōu)檩^純的金剛石相;在一定的碳離子過飽和度和氣壓、溫度范圍內(nèi),微球的形成主要受二次形核過程的控制。氣壓和溫度升高后,微球呈〈110〉取向生長,微球的形成主要受（111）面高密度孿晶和層錯缺陷的控制,揭示了化學(xué)氣相沉積金剛石不同生長區(qū)內(nèi)二次形核機(jī)制與孿晶層錯機(jī)制誘導(dǎo)的金剛石微球的生長過程。

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