CVD金刚石膜的产业化应用与目前存在的可题

在863计划的大力支持下，我国CVD金刚石膜研究在工具、热沉和光学应用等方面都取得了十分显的进展，不仅显缩小了与先进工业化国家的差距，而且已使我国开始进入产业化应用进程。目前国内已有一些小型高技术型公司和企业出现，但大都仅局限于金刚石厚膜工具(金刚石厚膜钎焊工具和金刚石拉丝模模芯)。在金刚石薄膜涂层工具、金刚石膜热沉和金刚石光学应用研究等方面已取得实质性进展，尽管离产业化应用仍有一定距离，但已具备产业化开发和市场应用的务件。本针对我国CVD金刚石膜的产业化前景和目前存在的问题进行了讨论，并提出了建议。     

硫化锌窗口上CVD法制备金刚石膜的研究进展

金刚石具有优异的红外透过性能,可作为硫化锌红外窗口的保护膜。但由于CVD金刚石的沉积过程会刻蚀硫化锌衬底,导致在窗口表面直接生长金刚石膜比较困难。本文主要综述了近年来通过添加过渡层沉积金刚石薄膜的方法和光学焊接金刚石厚膜的方法来增强硫化锌窗口的性能,并介绍了CVD金刚石膜的光学应用及其目前所存在的问题,最后对未来CVD金刚石膜发展的方向作出了展望。     

大面积光学级金刚石自支撑膜制备、加工及应用

大面积光学级金刚石自支撑膜的制备和加工是近年来在CVD金刚石研究领域的最重要的技术进展之一.在军事和民用光学领域有非常重要的应用前景.本文综述了北京科技大学近年来在CVD金刚石膜光学应用领域的研究进展.给出了采用高功率直流电弧等离子体喷射(DC Arc Plasma Jet)CVD工艺制备大面积光学级金刚石自支撑膜的研究结果,并报导了对所制备的光学级金刚石自支撑膜的光学、力学(机械)、热学、微波介电性能和抗激光损伤等方面的最新研究结果.     

金刚石厚膜的制备及应用研究

用电子增强热灯丝ＣＶＤ（化学汽相沉积）方法制备出膜厚为０．１－２ｍｍ的金刚石厚膜，研究了金刚石厚膜的耐磨性和热导特性，用它制作了金刚石膜焊接刀具和半导体激光器用金刚石膜热沉。     

低成本高质量金刚石膜生长技术及热学方面的应用

随着大功率电子、光电子、微波器件以及超大规模IC技术的飞速发展,急需新的热沉材料,用高导热高绝缘金刚石膜代替目前常用的热沉材料,具有广阔的应用前景和市场容量。现在的问题是建立和发展低成本大尺寸高导热金刚石膜的制备技术,解决与热沉应用相关的关键技术。 几年来,在国家“八六三”计划的支持下,建立和发展了直流热阴极PCVD,EA-CVD和微波PCVD等高质量金刚石膜的制备技术。用直流热阴极PCVD和EA-CVD方法制备出大尺寸高导热金刚石厚膜,沉积尺寸为φ80mm,膜厚最高达到4.2mm,     

科学技术部《中国高新技术产业发展报告》(新材料产业部分)(五)

二、金刚石薄膜 CVD(chemical vapour deposition)金刚石具有极其优异的力学、热学、声学、光学、电学、半导体以及化学惰性等性能,作为新金刚石材料80年代问世以来,受到发达国家的高度重视,CVD金刚石技术研究得到较快发展。但是金刚石薄膜在许多领域中的应用产业化技术具有很高的难度,至今尚未真正达到产业化。我国自1987年以来,国家高技术发展计划(863)将CVD金刚石应用技术     

CVD金刚石膜中黑色缺陷的存在形式

采用光学显微镜在透射光、反射光和侧光模式下研究了多晶CVD金刚石厚膜中黑色缺陷的存在形式,利用X射线光电子能谱、拉曼光谱研究了黑色缺陷的组成成分。结果表明:晶界处的裂隙或者孔洞和晶粒内部的结晶缺陷是金刚石膜内部黑色缺陷的存在形式之一。     

金刚石膜技术研究开发进展——专利文献分析

金刚石膜具有特别优异的性能,在高技术领域有着极为广泛的应用。本文采集1985年到2008年6月世界金刚石膜技术专利文献,并对其发展脉络和竞争格局进行定量和定性分析,揭示出国际上金刚石膜技术已处于较成熟阶段,工具级、热沉级金刚石膜产品已进入实用阶段,光学级和器件级金刚石膜技术尚未成熟;美国、日本技术实力占优势;德国、美国、日本市场被看好;不同应用领域竞争态势差异很大;通过引证分析得出了相关领域的核心的基础专利。     

金刚石自支撑膜的高温红外透过性能

由于金刚石具有低吸收和优异的力学与导热性能使其成为长波(8~12μm)红外光学窗口材料的重要选择。对于许多极端条件的应用,化学气相沉积(CVD)金刚石自支撑膜的高温光学性质至关重要。应用直流电弧等离子喷射法制备光学级金刚石自支撑膜进行变化温度的红外光学透过性能研究,采用光学显微镜、X射线衍射、激光拉曼和傅里叶变换红外-拉曼光谱仪检测CVD金刚石膜的表面形貌、结构特征和红外光学性能。结果表明:在27℃时金刚石膜长波红外8~12μm之间的平均透过率达到65.95%,在500℃时8~12μm处的平均透过率为52.5%。透过率下降可分为3个阶段。对应于透过率随温度的下降,金刚石膜的吸收系数随温度的升高而增加。金刚石自支撑膜表面状态的变化,对金刚石膜光学性能的影响显著大于内部结构的影响。     

CVD金刚石厚膜刀具材料研究进展

本文对CVD金刚石厚膜刀具材料的制备技术及后加工工艺 ,VCD金刚石厚膜刀具材料的研究现状和发展前景进行了简要的综述     

CVD金刚石膜刀具材料研究进展

本文对CVD金刚石厚膜刀具材料的制备技术及后加工工艺，VCD金刚石厚膜刀具材料的研究现状和发展前景进行了简要的综述。     

微波CVD金刚石热沉片的制备研究

采用化学气相沉积法（CVD）制备的金刚石薄膜具有接近于天然金刚石的导热性能,是目前最为理想的热沉材料。利用微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）制备了金刚石热沉片,并在此基础上研究了不同沉积工艺对金刚石热沉片散热性能的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）和激光拉曼光谱（Raman）检测了薄膜的表面形貌及纯度,金刚石热沉片的导热性能则通过测量封装LED后薄膜的散热效果来进行表征。结果表明,在其他条件不变的情况下,提高生长过程中的微波输出功率、降低反应气压以及增加基片温度有利于制备出散热性能更佳的金刚石热沉片。     

CVD金刚石材料在高性能刀具上的应用

介绍了在激发氢气和碳氢混合气体的“活化”发光状态下使金刚石沉积的CVD金刚石制造工艺原理和“厚膜”CVD金刚石的新工艺。由于CVD金刚石的聚晶结构使其具有超过天然金刚石断裂韧性的优异特点,因此可作为切削刀具材料使用。介绍了其在高性能切削刀具和修整刀具上的实际应用情况。     

金刚石膜辐射探测器的研究进展

阐述了金刚石作为激发材料在辐射探测器中的应用范围,比较了硅、化学气相沉积(CVD)金刚石膜和天然金刚石作为探测器用激发材料的性能优劣,介绍了CVD金刚石膜辐射探测器的原理和结构,综述了金刚石辐射探测器的国内外研究进展,展望了CVD金刚石膜辐射探测器的应用前景.     

CVD金刚石厚膜的稀土化合物浆料刻蚀

与现有的金刚石膜势光工艺相匹配的高效刻蚀技术,是目前研究的热点,自行研制的稀土化合物浆料对CVD金刚石厚膜进行了刻蚀研究,刻蚀过程在低于金刚石氧化点的温度下和大气环境中完成,其刻蚀结果,用扫描电子显微镜给出。实验表明,该工艺采用廉价的稀土化合物为原料,具有简单、完全、高效的特点。     

CVD金刚石薄膜取向生长研究现状

单晶衬底上外延生长金刚石薄膜一直是ＶＣＤ金刚石技术领域的重要研究方向之一,近年来这方面的研究取得了长足的进步。回顾了金刚石取向膜的研究史,介绍了提高金刚石膜取向度的方法和目前对金刚石取向膜生长过程,生长机理研究取得的进展及金刚石取向膜具有独特优异性能的实验研究。     

金刚石薄膜的空间应用

总结了四种主要的制备金刚石膜的方法。介绍了金刚石膜的最新发展水平。概括了它们在空间光学，摩擦润滑，空间电子装置的热管理和环境探测方面的一些应用．指出了金刚石膜在航天工业中的重要住、相互关系和前景。     

CVD金刚石膜高效超精密抛光技术

CVD金刚石膜作为光学透射窗口和新一代计算机芯片的材料,其表面必须得到高质量抛光,但是现存方法难以满足既高效又超精密的加工要求.本文提出机械抛光与化学机械抛光相结合的方法.首先,采用固结金刚石磨料抛光盘和游离金刚石磨料两种机械抛光方法对CVD金刚石膜进行粗加工,然后采用化学机械抛光的方法对CVD金刚石膜进行精加工.结果表明,采用游离磨料抛光时材料去除率远比固结磨料高,表面粗糙度最低达到42.2 nm.化学机械抛光方法在CVD金刚石膜的超精密抛光中表现出较大的优势,CVD金刚石膜的表面粗糙度为4.551 nm.     

"大面积高光学质量金刚石膜制备、加工及应用"关键技术研究进展

采用具有我国独立知识产权的磁控/流体动力学控制大口径长通道等离子体炬技术(中国发明专利)建造的100kW级高功率DC Arc Plasma Jet CVD膜沉积系统(在气体循环条件下工作)和10kW级DC Arc Plasma Jet CVD装置成功地制备了高光学质量(光学级透明)大面积金刚石自支撑膜。在气体循环条件下制备的金刚石自支撑膜最大面积φ100mm,最大厚度～2mm。其中光学级透明金刚石膜最大直径φ60mm,厚度～0.6mm。在气体不循环状态(Blow down mode,10kW级JET)制备的光学级     

CVD金刚石薄膜抛光技术的研究进展

采用化学气相沉积 (CVD)方法在非金刚石衬底上沉积的金刚石薄膜 ,本质上为多晶 ,而且表面粗糙。然而 ,在金刚石薄膜的许多重要应用领域 ,如光学和电子学 ,都要求金刚石薄膜具有光滑表面 ,以便器件的制备或后续加工。本文论述了目前国际上出现的抛光CVD金刚石薄膜的主要方法 ,包括机械抛光法、热 化学抛光法、化学 机械抛光法、等离子体 /离子束抛光法以及激光抛光法等 ,深入分析了这些抛光方法的优点和不足 ,指出了今后需要重点解决的问题。最后 ,展望了CVD金刚石薄膜抛光技术的发展趋势