Ti、V、Ni、Mo对CVD金刚石涂层形核影响

作者：简小刚; 彭薪颖; 杨天; 胡吉博; 尹明睿

来源：人工晶体学报, 2022, 51(05): 933-940.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2022.05.002

• 金刚石涂层
• 过渡金属
• 吸附
• 第一性原理计算
• 形核密度
• 化学气相沉积

基于密度泛函理论，计算分析了CH3基团在含有过渡金属元素Ti、V、Ni、Mo的孕镶金刚石颗粒硬质合金基底表面的吸附能、Mulliken电荷分布、电荷密度差和态密度(density of states, DOS)等一系列性质，研究Ti、V、Ni、Mo对孕镶金刚石颗粒硬质合金基底化学气相沉积(chemical vapor deposition, CVD)金刚石涂层形核阶段的影响及其作用机理。计算结果表明：与CH3基团在WC表面及金刚石表面的吸附相比，Ti、V、Ni、Mo与C原子间有较强的弱相互作用，这使得其对CH3基团有更强的吸附能力(其中Ti>V>Mo>Ni);吸附能力大小与各原子的价电子结构相关，含有Ti元素的表面对CH3的吸附最稳定；CH3基团与Ni原子间更易发生电荷的转移形成共价键，Mo有利于促进CH3基团的脱氢反应；形核阶段适当添加Ti、V、Ni、Mo这几种过渡金属元素将有利于增加形核密度，改善CVD金刚石膜基界面结合强度。

• 单位
  同济大学