Алмаз, образованный прочными химическими связями, обладает особыми механическими и упругими свойствами. Твердость, плотность и теплопроводность алмаза являются самыми высокими среди известных материалов. Алмаз также обладает самым высоким модулем упругости среди всех материалов. Коэффициент трения алмазной пленки составляет всего 0,05. Кроме того, алмаз обладает самой высокой теплопроводностью, которая увеличивается более чем в пять раз, если алмазная пленка получена с использованием чистых изотопов углерода. Основная причина использования изотопов углерода для получения алмаза заключается в минимизации рассеяния фононов в алмазе. Как сверхтвердый материал, алмазная пленка является хорошим покрытием, которое можно наносить на поверхность режущих инструментов и пресс-форм для значительного повышения их прочности и увеличения срока службы. Низкий коэффициент трения и высокая теплопроводность алмазных пленок могут использоваться в высокоскоростных подшипниках для мировой авиации. Высокая теплопроводность, низкий коэффициент трения и хорошая светопроницаемость алмазной пленки также делают ее часто используемой в качестве обтекателя ракет.
(2) Тепловые свойства и применение алмаза
В настоящее время теплопроводность пленок из синтетического алмаза в основном близка к теплопроводности природного алмаза. Благодаря высокой теплопроводности и высокому электрическому сопротивлению алмаз может использоваться в качестве изоляционного слоя подложки интегральных схем, а также в качестве теплопроводящего изоляционного слоя твердотельных лазеров. Кроме того, высокая теплопроводность алмаза, малая теплоемкость, особенно при высоких температурах, когда эффект рассеивания тепла значителен, делают его превосходным материалом для теплоотвода. С развитием технологии осаждения тонких пленок из алмаза с высокой теплопроводностью стало возможным применение термического осаждения тонких пленок из алмаза в мощных лазерах, микроволновых устройствах и интегральных схемах.
Однако свойства пленок из искусственного алмаза сильно различаются из-за разных процессов их получения. Например, свойства теплопередачи, которые в основном характеризуются большими различиями в коэффициенте тепловой диффузии и теплопроводности. Кроме того, пленка из искусственного алмаза демонстрирует сильную анизотропию, и теплопроводность пленки одинаковой толщины, параллельная поверхности пленки, заметно меньше, чем перпендикулярная поверхности. Это вызвано различными параметрами управления в процессе формирования пленки. Видно, что процесс получения тонких алмазных пленок нуждается в дальнейшем совершенствовании для более широкого применения их превосходных характеристик.
– Данная статья опубликованапроизводитель вакуумных напыляемых машинГуандун Чжэньхуа
Дата публикации: 24 мая 2024 г.