Diamant, gevormd door sterke chemische bindingen, heeft bijzondere mechanische en elastische eigenschappen. De hardheid, dichtheid en thermische geleidbaarheid van diamant behoren tot de hoogste van alle bekende materialen. Diamant heeft ook de hoogste elasticiteitsmodulus van alle materialen. De wrijvingscoëfficiënt van een diamantfilm is slechts 0,05. Bovendien heeft diamant de hoogste thermische geleidbaarheid, die met een factor van meer dan vijf toeneemt als de diamantfilm wordt bereid met zuivere koolstofisotopen. De belangrijkste reden voor het gebruik van koolstofisotopen bij de bereiding van diamant is het minimaliseren van de fononverstrooiing van diamant. Als superhard materiaal is diamantfilm een goed coatingmateriaal, dat op het oppervlak van snijgereedschappen en mallen kan worden aangebracht om hun oppervlaktesterkte aanzienlijk te verbeteren en hun levensduur te verlengen. De lage wrijvingscoëfficiënt en hoge thermische geleidbaarheid van diamantfilms maken het geschikt voor hogesnelheidslagers in de wereldwijde luchtvaart. De hoge thermische geleidbaarheid, lage wrijvingscoëfficiënt en goede lichtdoorlatendheid van diamantfilm zorgen er ook voor dat het vaak wordt gebruikt als stroomlijnkapmateriaal voor raketten.
(2) Thermische eigenschappen en toepassingen van diamant
Tegenwoordig is de thermische geleidbaarheid van synthetische diamantfilms vrijwel gelijk aan die van natuurlijke diamant. Dankzij de hoge thermische geleidbaarheid en hoge elektrische weerstand kan diamant worden gebruikt als isolatielaag voor substraten van geïntegreerde schakelingen, evenals als thermisch geleidende isolatielaag voor solid-state lasers. Bovendien maakt de hoge thermische geleidbaarheid en de lage warmtecapaciteit van diamant, met name bij hoge temperaturen waar het warmteafvoereffect significant is, het een uitstekend materiaal voor warmteafvoer. Met de ontwikkeling van de technologie voor het afzetten van dunne diamantfilms met een hoge thermische geleidbaarheid is de toepassing van thermische diamantfilmafzetting in krachtige lasers, microgolfapparaten en geïntegreerde schakelingen een realiteit geworden.
De eigenschappen van kunstmatige diamantfilms variëren echter sterk als gevolg van verschillende bereidingsprocessen. Zo verschillen bijvoorbeeld de thermische transporteigenschappen aanzienlijk, met name door de grote verschillen in thermische diffusiviteit en thermische geleidbaarheid. Bovendien vertoont de kunstmatige diamantfilm een sterke anisotropie, waarbij de thermische geleidbaarheid van een film met dezelfde dikte parallel aan het filmoppervlak aanzienlijk lager is dan die loodrecht op het filmoppervlak. Dit wordt veroorzaakt door de verschillende parameters die tijdens het filmvormingsproces worden gecontroleerd. Het is duidelijk dat het bereidingsproces van dunne diamantfilms verder verbeterd moet worden om de uitstekende prestaties ervan breder te kunnen benutten.
–Dit artikel is gepubliceerd doorfabrikant van vacuümcoatingmachinesGuangdong Zhenhua
Geplaatst op: 24 mei 2024