金剛石薄膜都有哪些制備手段及功能性應用

金剛石具有優(yōu)良的物理和化學性質，是已知的最堅硬的金屬，它還具有較低的摩擦系數(shù)、最高的彈性模量、最高的熱導率、良好的化學穩(wěn)定性、較大的帶隙和較小的介電常數(shù)。在切削工具、微機電系統(tǒng)、生物醫(yī)學、航空航天、核能等高新技術領域具有廣闊的應用前景。金剛石薄膜繼承了金剛石的優(yōu)良傳統(tǒng)，其制備和應用受到研究者的廣泛關注。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用

1.熱絲化學氣相沉積方法

熱絲化學氣相沉積法是成功進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，該沉積技術發(fā)展具有重要設備管理簡單、成膜速率快、操作更加方便、成本低等優(yōu)點，是當前我國國內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為熱絲是金屬（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)應用不同場合有所限制。

根據(jù)不同的應用領域，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 通常用于生長高質量的金剛石薄膜。但其缺點是不易大面積生長金剛石薄膜。

3. 化學氣相沉積

利用一個直流電弧放電所產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中，等離子體的高能量密度與其所伴隨的化學物質反應公司產生的原子氫、甲基原子團及其他激活原子團密度具有很高，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，可達每小時數(shù)十微米至數(shù)百微米。雖然該制備技術方法我們可以自己獲得價值很高的生長發(fā)展速率，但設備公司投資大、成本費用過高、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重。

4.燃燒火焰的化學氣相沉積方法

火焰化學氣相沉積法的原理是在烴類氣體中預混合部分氧氣，然后進行擴散燃燒，所用的碳源氣體是乙炔，助燃氣體是氧氣，乙炔和氧氣燃燒產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量高、速度快(100～180 μ m/h),有利于大面積、復雜的表層。 缺點是膜具有大的熱應力并且容易具有雜質。