Tính chất và ứng dụng của màng kim cương - Chương 1

Kim cương được hình thành nhờ liên kết hóa học mạnh mẽ có các đặc tính cơ học và đàn hồi đặc biệt. Độ cứng, mật độ và độ dẫn nhiệt của kim cương là cao nhất trong số các vật liệu đã biết. Kim cương cũng có mô đun đàn hồi cao nhất trong mọi vật liệu. Hệ số ma sát của màng kim cương chỉ là 0,05. Ngoài ra, kim cương có độ dẫn nhiệt cao nhất, tăng hơn năm lần nếu màng kim cương được chế tạo bằng cách sử dụng các đồng vị cacbon tinh khiết. Lý do chính để sử dụng các đồng vị cacbon để chế tạo kim cương là để giảm thiểu sự tán xạ phonon của kim cương. Là một vật liệu siêu cứng, màng kim cương là một vật liệu phủ tốt, có thể được phủ lên bề mặt của các dụng cụ cắt và khuôn mẫu để cải thiện đáng kể độ bền bề mặt và tăng tuổi thọ của chúng. Hệ số ma sát thấp và độ dẫn nhiệt cao của màng kim cương có thể được sử dụng cho các ổ trục tốc độ cao trong ngành hàng không thế giới. Độ dẫn nhiệt cao, hệ số ma sát thấp và khả năng truyền ánh sáng tốt của màng kim cương cũng khiến nó thường được sử dụng làm vật liệu vỏ bọc của tên lửa.

(2) Tính chất nhiệt và ứng dụng của kim cương
Hiện nay, độ dẫn nhiệt của màng kim cương tổng hợp về cơ bản đã gần bằng với kim cương tự nhiên. Nhờ độ dẫn nhiệt cao và điện trở suất cao, kim cương có thể được sử dụng làm lớp cách điện của chất nền mạch tích hợp, cũng như lớp cách điện dẫn nhiệt của laser trạng thái rắn. Ngoài ra, độ dẫn nhiệt cao và dung lượng nhiệt nhỏ của kim cương, đặc biệt ở nhiệt độ cao khi hiệu quả tản nhiệt rất đáng kể, khiến nó trở thành vật liệu tản nhiệt tuyệt vời. Với sự phát triển của công nghệ lắng đọng màng mỏng kim cương có độ dẫn nhiệt cao, việc ứng dụng lắng đọng nhiệt màng mỏng kim cương trên laser công suất cao, thiết bị vi sóng và mạch tích hợp đã trở thành hiện thực.
Tuy nhiên, các đặc tính của màng kim cương nhân tạo rất khác nhau do quy trình chế tạo khác nhau. Ví dụ, các đặc tính truyền nhiệt, chủ yếu được đặc trưng bởi sự khác biệt lớn về độ khuếch tán nhiệt và độ dẫn nhiệt. Ngoài ra, màng kim cương nhân tạo thể hiện tính dị hướng mạnh, và độ dẫn nhiệt của cùng một độ dày màng song song với bề mặt màng rõ ràng nhỏ hơn so với độ dẫn nhiệt vuông góc với bề mặt màng. Điều này là do các thông số điều khiển khác nhau trong quá trình tạo màng. Có thể thấy rằng quy trình chế tạo màng mỏng kim cương cần được cải tiến hơn nữa để hiệu suất tuyệt vời của nó được sử dụng rộng rãi hơn.

–Bài viết này được phát hành bởiNhà sản xuất máy phủ chân khôngQuảng Đông Chấn Hoa