Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cải Thiện Sự Bám Dính Của Lớp Ch coating Kim Cương Trên Cacbua Xi Măng Bằng Cách Tiền Xử Lý Cấu Trúc Bề Mặt Mảng Bằng Laser
Tóm tắt
Sức mạnh liên kết giữa lớp phủ diamant mỏng và nền có ảnh hưởng rất lớn đến dụng cụ phủ phim mỏng. Cải thiện vi cấu trúc bề mặt của các nền cacbua không chỉ thúc đẩy sự hình thành hạt kim cương mà còn làm tăng sức mạnh liên kết giữa lớp phim và nền. Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ cao tức thời từ laser đến bề mặt nền để chuẩn bị địa hình vi cấu trúc, khiến cấu trúc bề mặt bị nóng chảy, làm mát và tái cấu trúc, gây ra sự thay đổi về địa hình bề mặt và vi cấu trúc bề mặt của nền. Kết luận cho thấy rằng sau khi xử lý bằng laser và siêu âm, độ nhám bề mặt của dụng cụ tăng lên rõ rệt và xuất hiện kết cấu sóng đều, số lượng và kích thước của các khuyết tật trong khu vực tái cấu trúc của cấu trúc nông của nền tăng lên đáng kể, hình thành cấu trúc khuyết tật nổi bật và cấu trúc chiều cao bước gợn sóng độc đáo, tăng cường mật độ và số lượng hạt tại các khuyết tật, cấu trúc kết nối lỗ tăng cường điều kiện tăng trưởng của hạt tinh thể và cải thiện sự mắc kẹt cơ học của lớp phủ và nền, đồng thời giải phóng các ứng suất còn lại trong lớp bề mặt nền.
Từ khóa
#Lớp phủ kim cương #cacbua xi măng #xử lý bằng laser #vi cấu trúc #độ nhám bề mặt.Tài liệu tham khảo
Hauert, R., An overview on the tribological behavior of diamond-like carbon in technical and medical applications, Tribol. Int., 2004, vol. 37, nos. 11–12, pp. 991–1003.
Alaluf, M., Appelbaum, J., Klibanov, L., Brinker, D., Scheiman, D., and Croitoru, N., Amorphous diamond-like carbon films—A hard anti-reflecting coating for silicon solar cells, Thin Solid Films, 1995, vol. 256, nos. 1–2, pp. 1–3.
Luo, J.K., Flewitt, A.J., Spearing, S.M., Fleck, N.A., and Milne, W.I., Normally closed microgrippers using a highly stressed diamond-like carbon and Ni bimorph structure, Appl. Phys. Lett., 2004, vol. 85, no. 23, p. 5748.
Sullivan, J.P., Friedmann, T.A., and Hjort, K., Diamond and amorphous carbon MEMS, MRS Bull., 2001, vol. 26, no. 4, pp. 309–311.
Casiraghi, C., Robertson, J., and Ferrari, A C., Diamond-like carbon for data and beer storage, Mater. Today, 2007, vol. 10, nos. 1–2, pp. 44–53.
Singh, R.K., Gilbert, D.R., et al., Engineered interfaces for adherent diamond coatings on large thermal-expansion co-efficient, Science, 1996, vol. 272, no. 5260, pp. 396–398. https://doi.org/10.1126/science.272.5260.396
Jiang, X., Wu, G., Zhou, J., Wang, S., and Du, Z., Nanopatterning on silicon surface using atomic force microscopy with diamond-like carbon (DLC)-coated Si probe, Nanoscale Res. Lett., 2011, vol. 6, no. 1, p. 518.
Bewilogua, K. and Hofmann, D., History of diamond-like carbon films—From first experiments to worldwide applications, Surf. Coat. Technol., 2014, vol. 242, no. 4, pp. 214–225.
Thema, F.T., Beukes, P., Ngom, B.D., et al., Free standing diamond-like carbon thin films by PLD for laser based electrons/protons acceleration, J. Alloys Compd., 2015, vol. 648, pp. 326–331.
Bar-Yam, Y. and Moustakas, T.D., Defect-induced stabilization of diamond films, Nature, 1989, vol. 342, no. 6251, pp. 786–787.
Makita, H., Nishimura, K., Jiang, N., Hatta, A., Ito, T., and Hiraki, A., Ultrahigh particle density seeding with nanocrystal diamond particles, Thin Solid Films, 1996, vols. 281–282, pp. 279–281.
Endler, I., Leonhardt, A., Scheibe, H.J., and Born, R., Interlayers for diamond deposition on tool materials, Diamond Relat. Mater., 1996, vol. 5, pp. 299–303.
Nesladek, M., Spinnewyn, J., Asinari, C., Lebout, R., and Lorent, R., Improved adhesion of CVD diamond films to steel and WC–Co substrates, Diamond Relat. Mater., 1994, vol. 3, nos. 1–2, pp. 98–104.
Cappelli, E., Pinzari, F., Ascarelli, P., and Righini, G., Diamond nucleation and growth on different cutting tool materials: influence of substrate pre-treatments, Diamond Relat. Mater., 1996, vol. 5, nos. 3–5, pp. 292–298.
Lin, C.R., Kuo, C.T., and Chang, R.M., Improvement in adhesion of diamond films on cemented WC substrate with Ti–Si interlayers, Diamond Relat. Mater., 1998, vol. 7, nos. 11–12, pp. 1628–1632.
Fan, W.D., Chen, X., Jagannadham, K., and Narayan, J., Diamond-ceramic composite tool coatings, J. Mater. Res., 1994, vol. 9, no. 11, pp. 2850–2867.
Wright, J.K., Williamson, R.L., and Maggs, K.J., Finite element analysis of the effectiveness of interlayers in reducing thermal residual stresses in diamond films, Mater. Sci. Eng., A, 1994, vol. 187, no. 1, pp. 87–96.
Silva, S., Mammana, V.P., Salvadori, M.C., Monteiro, O.R., and Brown, I.G., WC–Co cutting tool inserts with diamond coatings, Diamond Relat. Mater., 1999, vol. 8, no. 10, pp. 1913–1918.
Polini, R., Kumashiro, S., Jackson, M.J., Amar, M., Ahmed, W., and Sein, H., A study of diamond synthesis by hot filament chemical vapor deposition on Nc coatings, J. Mater. Eng. Perform., 2006, vol. 15, no. 2, pp. 218–222.
Yugo, S., Kanai, T., Kimura, T., and Muto, T., Generation of diamond nuclei by electric field in plasma chemical vapor deposition, Appl. Phys. Lett., 1991, vol. 58, no. 10, pp. 1036–1038.
Yang, G.W., Study of the nucleation mechanism of concave defects on the substrate surface in low pressure vapor phase grown diamond thin film systems, J. High Pressure Phys., 1994, vol. 3, pp. 229–236.
Mandelbrot, B.B., The Fractal Geometry of Nature, San Francisco: W.H. Freeman, 1982.
Farin, D. and Avnir, D., The fractal nature of molecule-surface chemical activities and physical interactions in porous materials, Stud. Surf. Sci. Catal., 1988, vol. 39, pp. 421–432.
Barletta, M., Rubino, G., and Gisario, A., Adhesion and wear resistance of CVD diamond coatings on laser treated WC–Co substrates, Wear, 2011, vol. 271, nos. 9–10, pp. 2016–2024.
Li, T., Lou, Q., Dong, J., Wei, Y., and Liu, J., Modified surface morphology in surface ablation of cobalt-cemented tungsten carbide with pulsed UV laser radiation, Appl. Surf. Sci., 2001, vol. 172, nos. 3–4, pp. 331–344.
Han, Y.X., Ling, H., Sun, J., Zhao, M., Gebre, T., and Lu, Y.F., Enhanced diamond nucleation on copper substrates by graphite seeding and CO2 laser irradiation, Appl. Surf. Sci., 2008, vol. 254, no. 7, pp. 2054–2058.
Peters, M.G. and Cummings, R.H., EU Patent 0519587A1, 1996.
Blank, E., Structural imperfections in CVD diamond films, in Semiconductors and Semimetals, Amsterdam: Elsevier, 2003, vol. 76, pp. 49–144.
Yoshikawa, M., Katagiri, G., Ishida, H., Ishitani, A., Ono, M., and Matsumura, K., Characterization of crystalline quality of diamond films by Raman spectroscopy, Appl. Phys. Lett., 1989, vol. 55, no. 25, pp. 2608–2610.
Jindal, P.C., Quinto, D.T., and Wolfe, G.J., Adhesion measurements of chemically vapor deposited and physically vapor deposited hard coatings on WC–Co substrates, Thin Solid Films, 1987, vol. 154, nos. 1–2, pp. 361–375.