Analysis of Fracture Behavior of Thin Polycrystalline Diamond Films
The effect of the substrate temperature and CH₄
 concentrations on the fracture behavior of thin
 polycrystalline diamond films was systematically
 investigated by X-ray diffraction and scanning
 electron microscopy. The results show that the
 fracture behavio...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблемы прочности |
|---|---|
| Дата: | 2014 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
2014
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112698 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Analysis of Fracture Behavior of Thin Polycrystalline Diamond Films / D.S. Li, D.W. Zuo, Q.H. Qin // Проблемы прочности. — 2014. — № 2. — С. 22-28. — Бібліогр.: 15 назв. — англ. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862714817658224640 |
|---|---|
| author | Li, D.S. Zuo, D.W. Qin, Q.H. |
| author_facet | Li, D.S. Zuo, D.W. Qin, Q.H. |
| citation_txt | Analysis of Fracture Behavior of Thin Polycrystalline Diamond Films / D.S. Li, D.W. Zuo, Q.H. Qin // Проблемы прочности. — 2014. — № 2. — С. 22-28. — Бібліогр.: 15 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы прочности |
| description | The effect of the substrate temperature and CH₄
concentrations on the fracture behavior of thin
polycrystalline diamond films was systematically
investigated by X-ray diffraction and scanning
electron microscopy. The results show that the
fracture behavior of thin polycrystalline diamond
films synthesized by direct current plasma jet
chemical vapor deposition is closely related to
the substrate temperature and CH₄ concentrations.
A high substrate temperature, due to difference
in the thermal expansion coefficients of the
substrate and the diamond film, causes thin
polycrystalline diamond films to generate high
residual stresses, which usually exceed fracture
strength of thin diamond film and even that of diamond.
The fracture toughness is found to drop
with the increasing ratio of CH₄ concentration.
In case of high CH₄ concentrations, various defects
and impurities, such as cracks, microscopic
holes, graphite, and amorphous carbon
were observed in the films. Thus, the substrate
temperature and CH₄ concentrations should be
strictly controlled within an appropriate
range.
С помощью рентгеновской дифракции и сканирующей электронной микроскопии исследовано влияние температуры подложки и показателя концентрации CH₄ на поведение тонких поликристаллических алмазных пленок при разрушении. Показано, что поведение при разрушении тонких поликристаллических алмазных пленок, синтезированных химическим осаждением покрытия с помощью плазменной струи при постоянном токе, зависит от температуры подложки и показателя концентрации CH₄. Большая температура подложки приводит к возникновению высоких остаточных напряжений в тонких поликристаллических алмазных пленках вследствие различных значений коэффициента теплового расширения подложки и алмазной пленки, которые, как правило, оказываются выше значений сопротивления разрушению тонкой алмазной пленки и алмаза. Обнаружено, что вязкость разрушения уменьшается с увеличением показателя концентрации CH₄. По достижении высоких показателей концентрации CH₄ в тонких пленках образуются такие дефекты и примеси, как трещины, микроскопические отверстия, углерод в форме графита и аморфный углерод. Температуру подложки и показатель концентрации CH₄ необходимо контролировать в надлежащем диапазоне.
За допомогою рентгенівської дифракції і скануючої електронної мікроскопії досліджено вплив температури підкладки і показника концентрації CH₄ на поведінку тонких полікристалічних алмазних плівок під час руйнування. Показано, що поведінка при руйнуванні тонких полікристалічних алмазних плівок, синтезованих хімічним осадженням покриття за допомогою плазмового струменя на основі постійного струму, залежить від температури підкладки і показника концентрації CH₄. Велика температура підкладки призводить до виникнення в тонких полікристалічних алмазних плівках високих залишкових напружень внаслідок різних значень коефіцієнта теплового розширення підкладки й алмазної плівки, які, як правило, вищі за значення опору руйнуванню тонкої алмазної плівки й алмаза. Виявлено, що в’язкість руйнування зменшується зі збільшенням показника концентрації CH₄. Після досягнення високих показників концентрації CH₄ у тонких плівках мають місце такі дефекти і домішки, як тріщини, макроскопічні отвори, вуглець у формі графіту і аморфний вуглець. Температуру підкладки і показник концентрації потрібно контролювати в необхідних межах.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:54:39Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-112698 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0556-171X |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-07T17:54:39Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Li, D.S. Zuo, D.W. Qin, Q.H. 2017-01-26T10:41:48Z 2017-01-26T10:41:48Z 2014 Analysis of Fracture Behavior of Thin Polycrystalline Diamond Films / D.S. Li, D.W. Zuo, Q.H. Qin // Проблемы прочности. — 2014. — № 2. — С. 22-28. — Бібліогр.: 15 назв. — англ. 0556-171X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112698 539.4 The effect of the substrate temperature and CH₄
 concentrations on the fracture behavior of thin
 polycrystalline diamond films was systematically
 investigated by X-ray diffraction and scanning
 electron microscopy. The results show that the
 fracture behavior of thin polycrystalline diamond
 films synthesized by direct current plasma jet
 chemical vapor deposition is closely related to
 the substrate temperature and CH₄ concentrations.
 A high substrate temperature, due to difference
 in the thermal expansion coefficients of the
 substrate and the diamond film, causes thin
 polycrystalline diamond films to generate high
 residual stresses, which usually exceed fracture
 strength of thin diamond film and even that of diamond.
 The fracture toughness is found to drop
 with the increasing ratio of CH₄ concentration.
 In case of high CH₄ concentrations, various defects
 and impurities, such as cracks, microscopic
 holes, graphite, and amorphous carbon
 were observed in the films. Thus, the substrate
 temperature and CH₄ concentrations should be
 strictly controlled within an appropriate
 range. С помощью рентгеновской дифракции и сканирующей электронной микроскопии исследовано влияние температуры подложки и показателя концентрации CH₄ на поведение тонких поликристаллических алмазных пленок при разрушении. Показано, что поведение при разрушении тонких поликристаллических алмазных пленок, синтезированных химическим осаждением покрытия с помощью плазменной струи при постоянном токе, зависит от температуры подложки и показателя концентрации CH₄. Большая температура подложки приводит к возникновению высоких остаточных напряжений в тонких поликристаллических алмазных пленках вследствие различных значений коэффициента теплового расширения подложки и алмазной пленки, которые, как правило, оказываются выше значений сопротивления разрушению тонкой алмазной пленки и алмаза. Обнаружено, что вязкость разрушения уменьшается с увеличением показателя концентрации CH₄. По достижении высоких показателей концентрации CH₄ в тонких пленках образуются такие дефекты и примеси, как трещины, микроскопические отверстия, углерод в форме графита и аморфный углерод. Температуру подложки и показатель концентрации CH₄ необходимо контролировать в надлежащем диапазоне. За допомогою рентгенівської дифракції і скануючої електронної мікроскопії досліджено вплив температури підкладки і показника концентрації CH₄ на поведінку тонких полікристалічних алмазних плівок під час руйнування. Показано, що поведінка при руйнуванні тонких полікристалічних алмазних плівок, синтезованих хімічним осадженням покриття за допомогою плазмового струменя на основі постійного струму, залежить від температури підкладки і показника концентрації CH₄. Велика температура підкладки призводить до виникнення в тонких полікристалічних алмазних плівках високих залишкових напружень внаслідок різних значень коефіцієнта теплового розширення підкладки й алмазної плівки, які, як правило, вищі за значення опору руйнуванню тонкої алмазної плівки й алмаза. Виявлено, що в’язкість руйнування зменшується зі збільшенням показника концентрації CH₄. Після досягнення високих показників концентрації CH₄ у тонких плівках мають місце такі дефекти і домішки, як тріщини, макроскопічні отвори, вуглець у формі графіту і аморфний вуглець. Температуру підкладки і показник концентрації потрібно контролювати в необхідних межах. The authors acknowledge the financial support of Education
 Science Foundation of Jiangxi Province (GJJ13492), Fund for the Doctoral Program of
 NCHU (EA200901168) and Natural Science Foundation of China (50605032). en Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України Проблемы прочности Научно-технический раздел Analysis of Fracture Behavior of Thin Polycrystalline Diamond Films Анализ поведения тонких поликристаллических алмазных пленок при разрушении Article published earlier |
| spellingShingle | Analysis of Fracture Behavior of Thin Polycrystalline Diamond Films Li, D.S. Zuo, D.W. Qin, Q.H. Научно-технический раздел |
| title | Analysis of Fracture Behavior of Thin Polycrystalline Diamond Films |
| title_alt | Анализ поведения тонких поликристаллических алмазных пленок при разрушении |
| title_full | Analysis of Fracture Behavior of Thin Polycrystalline Diamond Films |
| title_fullStr | Analysis of Fracture Behavior of Thin Polycrystalline Diamond Films |
| title_full_unstemmed | Analysis of Fracture Behavior of Thin Polycrystalline Diamond Films |
| title_short | Analysis of Fracture Behavior of Thin Polycrystalline Diamond Films |
| title_sort | analysis of fracture behavior of thin polycrystalline diamond films |
| topic | Научно-технический раздел |
| topic_facet | Научно-технический раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112698 |
| work_keys_str_mv | AT lids analysisoffracturebehaviorofthinpolycrystallinediamondfilms AT zuodw analysisoffracturebehaviorofthinpolycrystallinediamondfilms AT qinqh analysisoffracturebehaviorofthinpolycrystallinediamondfilms AT lids analizpovedeniâtonkihpolikristalličeskihalmaznyhplenokprirazrušenii AT zuodw analizpovedeniâtonkihpolikristalličeskihalmaznyhplenokprirazrušenii AT qinqh analizpovedeniâtonkihpolikristalličeskihalmaznyhplenokprirazrušenii |