金剛石涂層因其硬度極高、導(dǎo)熱系數(shù)高、摩擦系數(shù)低、熱膨脹系數(shù)低以及化學(xué)惰性,使其十分適合應(yīng)用在高壽命、耐磨損、強(qiáng)酸強(qiáng)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(yīng)用于切削刀具、拉拔模具、機(jī)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(shè)備容量較小,無(wú)法批量制備金剛石涂層制品,嚴(yán)重的制約了金剛石涂層產(chǎn)品的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。此外,小容量沉積設(shè)備也無(wú)法滿足工程實(shí)際中對(duì)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(shù)中,熱絲化學(xué)氣相沉積金剛石涂層技術(shù)(Hot Filament Chemical Vapor Deposition,HFCVD)由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(diǎn),十分適合應(yīng)用在大容量金剛石涂層設(shè)備中。但是,隨著設(shè)備容積的增大,基體的溫度場(chǎng)的均勻一致性必然會(huì)加速下降,進(jìn)而會(huì)影響金剛石涂層的形核速率、生長(zhǎng)速度以及成膜質(zhì)量,最終將導(dǎo)致各處金剛石涂層質(zhì)量參差不齊。因此,關(guān)于基體溫度和氣體流場(chǎng)的研究及優(yōu)化,對(duì)于大容量HFCVD設(shè)備制備金剛石涂層制品的理論分析和實(shí)際制備都有著重要的意義。本課題...

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題來(lái)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(zhǎng)機(jī)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(jī)械密封
        1.4.2 金剛石涂層刀具
    1.5 基于HFCVD法溫度場(chǎng)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?jī)?nèi)容
第二章 HFCVD沉積系統(tǒng)模型的建立
    2.1 引言
    2.2 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)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(jì)算及結(jié)果
    2.5 本章小結(jié)
第三章 HFCVD法在碳化硅機(jī)械密封環(huán)端面沉積金剛石涂層的溫度場(chǎng)仿真及試驗(yàn)研究
    3.1 引言
    3.2 小容量制備機(jī)械密封環(huán)的溫度場(chǎng)仿真優(yōu)化及沉積試驗(yàn)
        3.2.1 小容量制備機(jī)械密封環(huán)的溫度場(chǎng)仿真及優(yōu)化
        3.2.2 小容量制備機(jī)械密封環(huán)的流場(chǎng)仿真
        3.2.3 小容量制備機(jī)械密封環(huán)的薄膜沉積實(shí)驗(yàn)
    3.3 大容量制備機(jī)械密封環(huán)的溫度場(chǎng)仿真優(yōu)化及沉積試驗(yàn)
        3.3.1 大容量制備機(jī)械密封環(huán)的溫度場(chǎng)仿真及優(yōu)化
        3.3.2 大容量制備機(jī)械密封環(huán)的流場(chǎng)仿真
        3.3.3 大容量HFCVD設(shè)備制備機(jī)械密封環(huán)的沉積實(shí)驗(yàn)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 大容量HFCVD設(shè)備制備金剛石涂層PCB銑刀的溫度場(chǎng)仿真與切削試驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 大容量HFCVD設(shè)備制備金剛石涂層PCB銑刀的溫度場(chǎng)仿真
    4.3 大容量HFCVD設(shè)備制備金剛石涂層PCB銑刀的流場(chǎng)仿真
    4.4 大容量HFCVD設(shè)備制備PCB銑刀的沉積試驗(yàn)
    4.5 金剛石涂層PCB銑刀的切削試驗(yàn)研究
    4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 本文完成的主要研究工作和結(jié)論
    5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    5.3 下一步研究工作
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文



本文編號(hào)：3823572