خصائص وتطبيقات أغشية الماس - الفصل الأول

يتميز الماس، المتكون بروابط كيميائية قوية، بخصائص ميكانيكية ومرنة فريدة. وتُعد صلابته وكثافته وموصليته الحرارية الأعلى بين المواد المعروفة. كما يتمتع الماس بأعلى معامل مرونة بين جميع المواد. ويبلغ معامل احتكاك طبقة الماس 0.05 فقط. إضافةً إلى ذلك، يتميز الماس بأعلى موصلية حرارية، والتي تزداد بأكثر من خمسة أضعاف عند تحضير طبقة الماس باستخدام نظائر الكربون النقية. والسبب الرئيسي لاستخدام نظائر الكربون في تحضير الماس هو تقليل تشتت الفونونات فيه. وباعتباره مادة فائقة الصلابة، تُعد طبقة الماس مادة طلاء ممتازة، حيث يمكن استخدامها لطلاء أسطح أدوات القطع والقوالب لتحسين قوة سطحها بشكل ملحوظ وزيادة عمرها الافتراضي. كما يمكن استخدام طبقات الماس، بفضل معامل احتكاكها المنخفض وموصليتها الحرارية العالية، في صناعة محامل عالية السرعة للطيران. كذلك، فإن موصليتها الحرارية العالية ومعامل احتكاكها المنخفض ونفاذيتها الجيدة للضوء تجعلها شائعة الاستخدام كمادة لتغطية هياكل الصواريخ.

(2) الخصائص الحرارية وتطبيقات الماس
في الوقت الحاضر، تقترب الموصلية الحرارية لأغشية الماس الصناعي من تلك الموجودة في الماس الطبيعي. وبفضل موصليته الحرارية العالية ومقاومته الكهربائية العالية، يُمكن استخدام الماس كطبقة عازلة في ركائز الدوائر المتكاملة، وكذلك كطبقة عازلة موصلة حراريًا في ليزرات الحالة الصلبة. إضافةً إلى ذلك، يُعد الماس مادةً ممتازةً لتشتيت الحرارة نظرًا لموصليته الحرارية العالية وسعته الحرارية المنخفضة، لا سيما عند درجات الحرارة المرتفعة حيث يكون تأثير تبديد الحرارة كبيرًا. ومع تطور تقنية ترسيب أغشية الماس الرقيقة ذات الموصلية الحرارية العالية، أصبح تطبيق ترسيب أغشية الماس الرقيقة حراريًا في ليزرات الطاقة العالية وأجهزة الميكروويف والدوائر المتكاملة أمرًا واقعيًا.
مع ذلك، تتباين خصائص أغشية الماس الاصطناعي تبايناً كبيراً نتيجةً لاختلاف عمليات التحضير. فعلى سبيل المثال، تتميز خصائص النقل الحراري باختلافات كبيرة في الانتشارية الحرارية والتوصيل الحراري. إضافةً إلى ذلك، يُظهر غشاء الماس الاصطناعي تبايناً قوياً في الخواص، حيث يكون التوصيل الحراري للغشاء ذي السماكة نفسها، الموازي لسطح الغشاء، أقل بكثير من التوصيل الحراري العمودي عليه. ويعود ذلك إلى اختلاف معايير التحكم في عملية تشكيل الغشاء. يتضح مما سبق ضرورة تحسين عملية تحضير أغشية الماس الرقيقة لتعزيز استخدامها على نطاق أوسع نظراً لأدائها المتميز.

– نُشر هذا المقال بواسطةمصنع آلات الطلاء بالتفريغقوانغدونغ تشنهوا