郭建超 作品数:12 被引量:9 H指数:2 供职机构: 北京科技大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家教育部博士点基金 中央高校基本科研业务费专项资金 更多>> 相关领域: 化学工程 电气工程 金属学及工艺 一般工业技术 更多>>
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 被引量:4 2016年 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。 郭建超 刘金龙 闫雄伯 化称意 赵云 陈良贤 魏俊俊 李成明关键词:数值模拟 FLUENT 一种金刚石膜表面选区扩散形成P-N结的制备方法 一种金刚石膜表面选区扩散形成P-N结的制备方法,属于无机非金属材料领域。工艺步骤如下:a.利用高本底真空微波等离子体化学气相沉积装置,通过控制金刚石生长特征获得高质量非掺杂本征金刚石膜;b.等离子体中引入高浓度硼源实现高... 刘金龙 李成明 陈良贤 化称意 郭建超 闫雄伯 黑立富 魏俊俊氩氢摩尔比对直流电弧等离子体喷射法等离子体放电特征影响的计算 2016年 假定氩-氢等离子体处于局部热力学平衡状态,利用理想气体分子运动论和经典查普曼-恩斯科格(ChapmanEnskog)方法,在获取符合直流电弧等离子体喷射法实际工况的等离子体热力学和输运参数的基础上,基于FLUENT软件进行二次开发,添加电磁场相关的电流连续方程、安培定律等方程及洛伦兹力、焦耳热等源项,模拟研究氩氢摩尔比对等离子体放电特征影响规律.结果表明:在气压为8 k Pa,工作电流150 A,氩氢摩尔比由3∶1降至1∶3时,等离子体最大流速由829 m·s-1增至1127 m·s-1,最高温度由20600 K逐渐降低至16800 K,电弧对基体的加热能力逐渐增强的同时使基体表面温度均匀性变差.在其他条件不变的前提下,氩氢摩尔比为1∶2时能获得适宜金刚石生长且相对均匀的基体表面温度. 郭建超 刘金龙 朱涛 陈良贤 魏俊俊 李成明 王海兴关键词:放电特性 氩 氢 数值模拟 电弧分区特征对金刚石形核的影响 被引量:1 2014年 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。 左振博 郭建超 刘金龙 陈良贤 朱瑞华 闫雄伯 魏俊俊 黑立富 李成明关键词:形核 金刚石 一种GaN/金刚石膜复合片的制备方法 一种GaN/金刚石膜复合片的制备方法,属于半导体基础电路用基体材料制备领域。通过喷射电弧等离子体对GaN的湮没钝化实现高导热金刚石的直接生长,工艺步骤为:a.利用喷射电弧等离子体激活的碳原子基团CH*、CH<Sub>2<... 刘金龙 李成明 陈良贤 郭建超 闫雄伯 魏俊俊 黑立富文献传递 金刚石自支撑膜-金刚石颗粒-金属复合材料的制备方法 本发明提供一种金刚石自支撑膜-金刚石颗粒-金属复合材料的制备方法,首先将金刚石自支撑膜激光切割成形,对金刚石颗粒和金刚石自支撑膜条表面镀覆金属过渡层,其后将铜粉和金刚石颗粒进行混合均匀,在所需的散热体形状的模具中将金刚石... 李成明 魏俊俊 黑立富 刘金龙 陈良贤 朱瑞华 郭建超 化称意 吕反修文献传递 氩气流量对等离子体喷射法制备的金刚石膜形核的影响 被引量:1 2014年 采用100kW级直流电弧等离子喷射法进行金刚石膜沉积,阐述了氩气对维持电弧稳定的重要作用,讨论了氩气流量对衬底表面轰击的影响,氩气流量和不同电弧分区对形核期金刚石表面形貌和晶粒尺寸的影响,以及时间和不同预处理方式对金刚石形核密度的影响。结果表明:随着氩气流量的增加,氩气对衬底表面的轰击作用增强,金刚石膜表面形貌呈现从(111)到(100)的变化规律,金刚石晶粒尺寸减小,晶形变得不完整;弧边位置(100)取向更明显;使用金刚石微粒对衬底进行研磨预处理能显著提高金刚石的形核密度。 左振博 郭建超 刘金龙 陈良贤 朱瑞华 闫雄伯 魏俊俊 黑立富 李成明关键词:形核 金刚石膜 金刚石自支撑膜衬底生长立方Y_2O_3薄膜的性能 被引量:2 2014年 采用射频磁控溅射法在抛光的CVD金刚石膜上制备了立方(222)择优取向的Y2O3薄膜,利用XRD,纳米力学探针,划痕仪,FTIR和TEM等手段研究了退火对Y2O3薄膜的结构、力学性能和红外透过率的影响及Y2O3的微观结构。结果表明:通过退火Y2O3薄膜的结晶程度增加,退火后的择优取向仍为立方相(222)晶面结构;薄膜的硬度降低而弹性模量升高,薄膜与金刚石的结合力增加;薄膜的红外透过率略有降低;薄膜为柱状晶结构并存在大量非晶态。 王猛 李成明 陈良贤 刘金龙 郭建超 魏俊俊 黑立富 吕反修关键词:CVD金刚石 Y2O3 退火 力学性能 金刚石自支撑膜-金刚石颗粒-金属复合材料的制备方法 本发明提供一种金刚石自支撑膜-金刚石颗粒-金属复合材料的制备方法,首先将金刚石自支撑膜激光切割成形,对金刚石颗粒和金刚石自支撑膜条表面镀覆金属过渡层,其后将铜粉和金刚石颗粒进行混合均匀,在所需的散热体形状的模具中将金刚石... 李成明 魏俊俊 黑立富 刘金龙 陈良贤 朱瑞华 郭建超 化称意 吕反修文献传递 氢终止金刚石表面的形成机理 被引量:1 2015年 为考察金刚石形成氢终止表面的反应机制,采用微波氢等离子体处理以及电阻丝氢气气氛加热处理进行对比研究.利用光发射谱(OES)和漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)分别表征了微波氢等离子体中的活性基团和金刚石表面氢终止浓度.结果表明,微波氢等离子体环境下,随着衬底温度、等离子体密度和能量的增加,温度至700°C(800 W/3 k Pa)时,等离子体中出现了明显的CH基团;相应地,金刚石表面氢终止浓度随温度、等离子体密度和能量的增加而增加.采用氢气气氛下电阻丝加热的方法同样形成了氢终止金刚石表面,表明微波等离子体处理金刚石表面形成氢终止主要源于由温度控制的表面化学反应,而非等离子体的物理刻蚀作用.氧终止金刚石表面形成氢终止的机制是表面C=O键在高于500°C时分解为CO,相应的悬挂键由氢原子或氢分子占据. 刘金龙 刘盛 郭建超 化称意 陈良贤 魏俊俊 黑立富 王晶晶 冯志红 刘青 李成明关键词:金刚石