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CVD金刚石薄膜与涂层制备技术及关键领域应用研究进展
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作者 吴勇 郭于洋 +3 位作者 孙清云 陈辉 杨甫 夏思瑶 《表面技术》 2025年第16期18-38,共21页
金刚石因其优异的理化性质,在众多领域都有着广阔的应用前景,化学气相沉积则是金刚石薄膜与涂层常用的制备技术之一。详细阐述了CVD金刚石的生长机理,包括气体输送与活化、表面吸附与分解、成核与生长等过程。介绍了多种CVD金刚石制备技... 金刚石因其优异的理化性质,在众多领域都有着广阔的应用前景,化学气相沉积则是金刚石薄膜与涂层常用的制备技术之一。详细阐述了CVD金刚石的生长机理,包括气体输送与活化、表面吸附与分解、成核与生长等过程。介绍了多种CVD金刚石制备技术,如热丝化学气相沉积、微波等离子体化学气相沉积和直流等离子体增强化学气相沉积,并对其原理与特点进行了比较。在工艺调控方面,分析了气源体系选择、沉积参数调控等对金刚石膜质量和性能的影响。通过优化碳源气体种类、浓度、反应气氛以及沉积气压和温度等参数,可以显著提升金刚石膜的生长速率和质量,精准调控这些参数是实现高质量金刚石生长的关键。在应用方面,阐述并分析了金刚石薄膜在量子技术、光学、能源领域,以及金刚石涂层在机械加工、生物医学、航天领域的应用场景。尽管CVD金刚石技术已实现多领域突破应用,但其仍面临规模化生产、长期生物安全性验证及复杂工况性能优化等挑战。未来研究将聚焦多功能涂层开发、低成本制备、生物安全性验证及极端环境性能突破,进一步攻克大尺寸单晶生长、低温高质量沉积及智能化工艺控制等关键技术,以满足高端制造与科技发展需求。 展开更多
关键词 金刚石薄膜 金刚石涂层 化学气相沉积 热丝化学气相沉积 微波等离子体化学气相沉积 cvd金刚石应用
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