Pr6O11对合成金刚石单晶各向异性的刻蚀

• 作者: 朱振东 肖长江 马金明 栗正新
• 来源期刊: 材料工程
• 关键词: 金刚石单晶 氧化镨 各向异性刻蚀 刻蚀机理 性能
• 年，卷（期）: 2022,（11）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 173-181
• 页数: 8页
• 分类号: TG732
• 语种: 中文
• DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2021.001231

摘要

为了探究稀土氧化物对合成金刚石单晶的各向异性刻蚀，在氮气保护下，在750~950℃内用Pr6O11对合成金刚石单晶进行刻蚀。采用扫描电子显微分析、热重分析、X射线衍射和拉曼光谱等技术对刻蚀后金刚石单晶不同晶面的表面形貌、物相组成和刻蚀机理进行表征与分析。采用最大刻蚀深度、单颗粒抗压强度和冲击韧性来表征刻蚀前后金刚石性能的变化。结果表明：Pr6O11对金刚石{100}面和{111}面的刻蚀程度和形貌均不同；当温度为750℃时，Pr6O11对金刚石单晶已有一定程度的刻蚀，随刻蚀温度的增加，刻蚀加剧，且金刚石{111}面的刻蚀程度比{100}面严重；{111}面刻蚀坑形貌从三角形变为层状结构三角形，{100}面由轻微的四边形变为类蜂窝状刻蚀坑；{111}面最大刻蚀深度从1.12 μm增加到12.54 μm，而{100}面只从0.30 μm增加到2.11 μm；金刚石单颗粒的抗压强度由未刻蚀金刚石的576.25 N降低到最小530.06 N，冲击韧性由92.94 J/cm2减小到88.53 J/cm2；Pr6O11对金刚石单晶的刻蚀机理在885℃前为催化石墨化，885℃后为催化石墨化和氧化。