金剛石薄膜都有哪些制備手段及功能性應(yīng)用

金剛石具有優(yōu)良的物理和化學(xué)性質(zhì)，是已知的最堅(jiān)硬的金屬，它還具有較低的摩擦系數(shù)、最高的彈性模量、最高的熱導(dǎo)率、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、較大的帶隙和較小的介電常數(shù)。在切削工具、微機(jī)電系統(tǒng)、生物醫(yī)學(xué)、航空航天、核能等高新技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。金剛石薄膜繼承了金剛石的優(yōu)良傳統(tǒng)，其制備和應(yīng)用受到研究者的廣泛關(guān)注。讓我們看看其他一些制備金剛石薄膜的方法和它們的功能應(yīng)用

1.熱絲化學(xué)氣相沉積方法

熱絲化學(xué)氣相沉積法是成功進(jìn)行制備金剛石薄膜的最早研究方法問題之一。與其他方法可以相比，該沉積技術(shù)發(fā)展具有重要設(shè)備管理簡單、成膜速率快、操作更加方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前我國國內(nèi)外制備金剛石刀具薄膜涂層的主要分析方法。但值得我們注意的是因?yàn)闊峤z是金屬（通常為鎢和鉭）材料，不可為了避免地會污染金剛石薄膜。因此公司也有在某些數(shù)據(jù)應(yīng)用不同場合有所限制。

根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，目前采用HFCVD法制備的金剛石涂層可以使用不同的基底材料。工具切割領(lǐng)域的金剛石涂層基體材料主要是WC-Co碳化物材料、電子材料的Re基體和硅片、鉆頭的碳化硅基體和自支撐金剛石涂層。

2.微波等離子體化學(xué)氣相沉積法

微波等離子體不同于其他等離子體，它在微波作用下可以實(shí)現(xiàn)無電極穩(wěn)定放電，樣品污染少，在微波作用下可以充分活化快速振蕩氣體，形成較高的等離子體密度。因此，mpcvd 通常用于生長高質(zhì)量的金剛石薄膜。但其缺點(diǎn)是不易大面積生長金剛石薄膜。

3. 化學(xué)氣相沉積

利用一個(gè)直流電弧放電所產(chǎn)生的高溫等離子體使得不同沉積環(huán)境氣體離解。由于在制備研究過程當(dāng)中，等離子體的高能量密度與其所伴隨的化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)公司產(chǎn)生的原子氫、甲基原子團(tuán)及其他激活原子團(tuán)密度具有很高，因此對于直流等離子體噴射CVD法沉積金剛石薄膜的速率也是非常高，可達(dá)每小時(shí)數(shù)十微米至數(shù)百微米。雖然該制備技術(shù)方法我們可以自己獲得價(jià)值很高的生長發(fā)展速率，但設(shè)備公司投資大、成本費(fèi)用過高、工藝過程難以有效控制，而且隨著沉積的金剛石膜面積小、膜厚不均勻、對基片的熱損傷問題嚴(yán)重。

4.燃燒火焰的化學(xué)氣相沉積方法

火焰化學(xué)氣相沉積法的原理是在烴類氣體中預(yù)混合部分氧氣，然后進(jìn)行擴(kuò)散燃燒，所用的碳源氣體是乙炔，助燃?xì)怏w是氧氣，乙炔和氧氣燃燒產(chǎn)生的等離子體氣流在基體表層沉積金剛石膜。 所合成的金剛石薄膜質(zhì)量高、速度快(100～180 μ m/h),有利于大面積、復(fù)雜的表層。 缺點(diǎn)是膜具有大的熱應(yīng)力并且容易具有雜質(zhì)。