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纳米金刚石薄膜具有极其优异的性能,在众多领域具有极佳的应用前景。强磁场作为一种极端条件的特殊电磁场形态,能对材料的组织和性能产生巨大而深刻的影响,它已成为开发新型材料的一种重要技术手段。目前,国际上对强磁场下金刚石薄膜的制备技术尚未开展研究,强磁场下热丝化学气相沉积方法制备金刚石薄膜的研究在国内外属首创。
本论文自行设计了小型热丝辅助化学气相沉积(HFCVD)装置,并对其沉积室、水冷却系统、工件台及电源进行了改造,以适应强磁场条件。并通过一系列金刚石薄膜沉积实验,完善了HFCVD装置,优化了纳米金刚石薄膜沉积工艺参数。
在沉积装置完善及工艺参数优化的基础上,成功地在强磁场下沉积得到纳米金刚石薄膜,并研究了不同磁场强度对纳米金刚石性能的影响。研究结果表明,随磁场强度的增强,纳米金刚石薄膜晶粒有逐渐细化的趋势。初步探索了强磁场下纳米金刚石沉积原理。