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金刚石自支撑膜的高温红外透过性能

材料工程 2017年第2期45卷 1-6页

作者：黑立富闫雄伯朱瑞华陈良贤刘金龙魏俊俊廉伟艳张荣实李成明北京科技大学新材料技术研究院北京100083 天津津航物理技术研究所天津300308

由于金刚石具有低吸收和优异的力学与导热性能使其成为长波(8~12μm)红外光学窗口材料的重要选择。对于许多极端条件的应用,化学气相沉积(CVD)金刚石自支撑膜的高温光学性质至关重要。应用直流电弧等离子喷射法制备光学级金刚石自支撑... 详细信息

由于金刚石具有低吸收和优异的力学与导热性能使其成为长波(8~12μm)红外光学窗口材料的重要选择。对于许多极端条件的应用,化学气相沉积(CVD)金刚石自支撑膜的高温光学性质至关重要。应用直流电弧等离子喷射法制备光学级金刚石自支撑膜进行变化温度的红外光学透过性能研究,采用光学显微镜、X射线衍射、激光拉曼和傅里叶变换红外-拉曼光谱仪检测CVD金刚石膜的表面形貌、结构特征和红外光学性能。结果表明:在27℃时金刚石膜长波红外8~12μm之间的平均透过率达到65.95%,在500℃时8~12μm处的平均透过率为52.5%。透过率下降可分为3个阶段。对应于透过率随温度的下降,金刚石膜的吸收系数随温度的升高而增加。金刚石自支撑膜表面状态的变化,对金刚石膜光学性能的影响显著大于内部结构的影响。

关键词：直流电弧等离子喷射金刚石自支撑膜高温红外透过

基于FLUENT软件直流电弧等离子体喷射法等离子体放电特征二维数值模拟

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真空科学与技术学报 2016年第3期36卷 312-318页

作者：郭建超刘金龙闫雄伯化称意赵云陈良贤魏俊俊李成明北京科技大学新材料技术研究院北京100083

直流电弧等离子体喷射法制备金刚石膜的过程中氩气主要起维持电弧放电作用,在一定程度上保证电弧放电的稳定性。本文利用自定义标量和自定义函数技术对FLUENT软件进行二次开发,在动量和能量守恒方程中添加相应电磁源项。对纯氩直流电弧... 详细信息

直流电弧等离子体喷射法制备金刚石膜的过程中氩气主要起维持电弧放电作用,在一定程度上保证电弧放电的稳定性。本文利用自定义标量和自定义函数技术对FLUENT软件进行二次开发,在动量和能量守恒方程中添加相应电磁源项。对纯氩直流电弧等离子放电特征进行二维数值模拟,并经过实验验证后最终得到等离子体放电区域的温度、焦耳热、电流密度和速度等分布。模拟结果表明气压为1000 Pa工作电流为100 A条件下：氩等离子体最高温度和最大速度达到11000K和340 m/s,且均出现在阴极尖端位置附近;较强的外侧气流使阳极斑点稳定维持在阳极内侧下边缘位置,其附近等离子体温度在9000 K左右;基体表面附近等离子体温度受到焦耳热分布和阴极高温射流共同作用,维持在3000～4000 K。

关键词：直流电弧等离子体喷射数值模拟等离子体放电 FLUENT

The effect of substrate holder size on the electric field and discharge plasma on diamond-film formation at high deposition rates during MPCVD

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Plasma Science and Technology 2017年第9期19卷 107-113页

作者：安康陈良贤刘金龙赵云闫雄伯化称意郭建超魏俊俊黑立富李成明吕反修 Institute of Advanced Materials and Technology University of Science and Technology BeijingBeijing 100083People's Republic of China

The effect of the substrate holder feature dimensions on plasma density（ne）, power density（Qmw） and gas temperature（T） of a discharge marginal plasma（a plasma caused by marginal discharge） and homogeneous plasma were investigated for the microwave plasma chemical vapor deposition process. Our simulations show that decreasing the dimensions of the substrate holder in a radical direction and increasing its dimension in the direction of the axis helps to produce marginally inhomogeneous plasma. When the marginal discharge appears, the maximum plasma density and power density appear at the edge of the substrate. The gas temperature increases until a marginally inhomogeneous plasma develops. The marginally inhomogeneous plasma can be avoided using a movable substrate holder that can tune the plasma density, power density and gas temperature. It can also ensure that the power density and electron density are as high as possible with uniform distribution of plasma. Moreover, both inhomogeneous and homogeneous diamond films were prepared using a new substrate holder with a diameter of 30 mm. The observation of inhomogeneous diamond films indicates that the marginal discharge can limit the deposition rate in the central part of the diamond film. The successfully produced homogeneous diamond films show that by using a substrate holder it is possible to deposit diamond film at 7.2 μm h^（–1）at 2.5 kW microwave power.

关键词： holder diamond inhomogeneous dimensions marginal microwave figure obstacle Figure eliminate

自支撑CVD金刚石膜光学性能与热学性能相关性研究

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表面技术 2018年第4期47卷 11-16页

作者：贾鑫闫雄伯安康魏俊俊陈良贤刘金龙李成明北京科技大学新材料技术研究院北京100083

目的通过等离子体喷射制备不同质量CVD金刚石膜并研究其光学及热学性能,试图建立起两种性能的相互关联性。方法采用光学显微镜、X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和NETZSCH LFA467导热仪检测CVD金刚石膜的表面形貌、... 详细信息

目的通过等离子体喷射制备不同质量CVD金刚石膜并研究其光学及热学性能,试图建立起两种性能的相互关联性。方法采用光学显微镜、X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和NETZSCH LFA467导热仪检测CVD金刚石膜的表面形貌、晶粒尺寸、结构特征和红外光学性能、热学性能。结果金刚石自支撑膜的光学性能及热学性能密切相关,本质上取决于氮和非金刚石相的含量。当金刚石膜内氮质量分数大于0.009%时,氮含量是决定光学性能及热学性能的关键因素,且两者随着氮含量的增加呈线性衰减趋势;当氮质量分数小于0.009%时,氮的影响相对较小,晶粒尺寸成为影响金刚石膜热导率的主要因素,此时晶粒尺寸对金刚石膜红外透过率影响较小。此外,金刚石中C—H吸收与非金刚石相含量正相关,其对金刚石光学及热学性能影响规律与N杂质基本一致。结论 CVD金刚石膜的热导率和红外透过率随着金刚石膜的氮杂质含量和C—H吸收系数的降低而逐渐提高,当达到一定程度,红外透过率相对热导率的增加表现出滞后性。

关键词：等离子体喷射自支撑金刚石膜热学性能光学性能相互关系

金刚石上不同晶体结构Y_2O_3膜性质与增透性能研究

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表面技术 2019年第1期48卷 133-140页

作者：陈良贤刘金龙冯寅楠闫雄伯安康魏俊俊李成明北京科技大学新材料技术研究院北京100083 有研科技集团有限公司北京100088

目的研究不同晶体结构Y_2O_3薄膜的性质及其对金刚石增透性能的影响规律。方法采用反应磁控溅射的方法,通过控制氧氩比,在金刚石膜上制备立方与单斜两种不同晶体结构的Y_2O_3薄膜,随后系统研究两种Y_2O_3薄膜的性质与增透性能。结果在... 详细信息

目的研究不同晶体结构Y_2O_3薄膜的性质及其对金刚石增透性能的影响规律。方法采用反应磁控溅射的方法,通过控制氧氩比,在金刚石膜上制备立方与单斜两种不同晶体结构的Y_2O_3薄膜,随后系统研究两种Y_2O_3薄膜的性质与增透性能。结果在低氧氩比下获得了立方结构Y_2O_3薄膜,在高氧氩比下获得了单斜结构Y_2O_3薄膜,二者表面粗糙度分别为2.57、1.07nm。两种晶体结构均呈现出符合Y_2O_3原子配比的价态。立方和单斜结构的Y_2O_3薄膜硬度分别为17.4、12.6 GPa;弹性模量分别为248.1、214.6 GPa。双面镀制立方结构Y_2O_3薄膜后,金刚石膜在10.0μm透过率最大,达89.1%,增透24.5%;单斜结构Y_2O_3薄膜在7.4μm透过率最大,达90.4%,增透25.4%。结论通过控制氧氩比可以获得热力学稳定的立方Y_2O_3薄膜和亚稳态的单斜Y_2O_3薄膜。立方和单斜结构的Y_2O_3薄膜中O与Y原子价态均符合其化学计量比。立方结构Y_2O_3薄膜呈现出更高的硬度与弹性模量。两种结构对金刚石窗口均呈现出良好的增透效果。单斜结构Y_2O_3薄膜增透效果更佳与其较低的折射率有关,且相比于立方结构Y_2O_3薄膜,增透最佳值向低波长方向移动。

关键词：金刚石膜 Y2O3 增透膜窗口立方结构单斜结构

声表面波器件用SiO_2/ZnO/金刚石/Si多层结构制备

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金刚石与磨料磨具工程 2019年第2期39卷 1-7页

作者：陈良贤刘金龙闫雄伯邵明阳安康魏俊俊李成明北京科技大学新材料技术研究院北京100083

为获得高频、高性能金刚石声表面波器件的多层结构,在金刚石/Si衬底使用磁控溅射方法优化ZnO与SiO_2薄膜沉积工艺参数,制备了具有正负温度系数组合的SiO_2/ZnO/金刚石/Si多层结构,并对多层结构进行表征。结果表明:随着氩氧比增加,ZnO薄... 详细信息

为获得高频、高性能金刚石声表面波器件的多层结构,在金刚石/Si衬底使用磁控溅射方法优化ZnO与SiO_2薄膜沉积工艺参数,制备了具有正负温度系数组合的SiO_2/ZnO/金刚石/Si多层结构,并对多层结构进行表征。结果表明:随着氩氧比增加,ZnO薄膜的沉积速率不断加快,薄膜的表面粗糙度不断增大;ZnO薄膜中的原子摩尔分数比随O_2输入量的减少而逐渐接近理想的1∶1。不同氩氧比下制备的ZnO薄膜均呈(002)面择优取向生长,其中在氩氧比7∶1时,获得了具有细小柱状晶特征、C轴择优取向程度较高的ZnO薄膜。采用最优的ZnO和SiO_2薄膜沉积工艺,在金刚石/Si衬底获得了具有清晰界面的SiO_2/ZnO/金刚石/Si多层结构。

关键词：金刚石膜磁控溅射 SiO2/ZnO/金刚石/硅多层结构声表面波器件

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基于残差BP神经网络的机器人目标定位

机械设计 2023年

作者：苏克闫人滏谢文宇崔倩雯张梦茜傅伯雄河北工业大学机械工程学院国网石家庄供电公司

为解决深度信息未知条件下的单目视觉机器人目标定位问题，基于相机的成像模型，提出一种基于三残差神经网络的三维坐标自解耦目标定位方法。首先，将YOLOv5s进行轻量化改进，实现目标的初步定位；然后使用OpenCV提取目标的尺寸特征；... 详细信息

为解决深度信息未知条件下的单目视觉机器人目标定位问题，基于相机的成像模型，提出一种基于三残差神经网络的三维坐标自解耦目标定位方法。首先，将YOLOv5s进行轻量化改进，实现目标的初步定位；然后使用OpenCV提取目标的尺寸特征；接下来，根据相机的成像模型，将目标的尺寸特征与相机成像模型相融合，推导世界坐标系与像素坐标系和尺寸特征的函数关系；最后，利用残差网络避免梯度消失的优势，使用三个残差BP神经网络映射坐标转换函数，降低单个神经网络的工作量，获取目标的三维坐标信息。实验结果表明，该方法最高定位误差为0.747%。

关键词：目标定位图像处理深度学习 BP神经网络

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同方期刊数据库

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电弧分区特征对金刚石形核的影响

人工晶体学报 2014年第10期43卷 2515-2521页

作者：左振博郭建超刘金龙陈良贤朱瑞华闫雄伯魏俊俊黑立富李成明北京科技大学新材料技术研究院北京100083

在直流电弧等离子体喷射CVD法制备金刚石膜中,电弧可分为弧心、弧干、弧边三个区域。本文主要阐述了电弧的分区特征,讨论电弧区域特征对金刚石形核的影响。同时,以电弧分区特征为基础,探讨了预处理方式和温度对金刚石形核的关联影响。... 详细信息

在直流电弧等离子体喷射CVD法制备金刚石膜中,电弧可分为弧心、弧干、弧边三个区域。本文主要阐述了电弧的分区特征,讨论电弧区域特征对金刚石形核的影响。同时,以电弧分区特征为基础,探讨了预处理方式和温度对金刚石形核的关联影响。结果表明:形核初期对应于TiC粉的Raman谱,衬底的钛过渡层表面形成了TiC的过渡层,弧心区域金刚石形核迅速,形核密度较高,而在弧边区域金刚石形核缓慢,形核密度相对较低。

关键词：电弧分区形核金刚石

铝箔电化学蚀刻中缓蚀剂的计算筛选与高效评估

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铝箔电化学蚀刻中缓蚀剂的计算筛选与高效评估