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微波CVD金刚石膜产品及应用分析

已有 13419 次阅读 2011-1-9 15:14 |个人分类:未分类|系统分类:科研笔记| 应用, 微波, 金刚石膜, CVD

有兴趣的可以看看下面我的博客文章：

1）http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=402561 （关于（微波法）CVD金刚石膜产业化的看法）

2） http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=231983 （金刚石薄膜的性质、制备及应用）

3）http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=232233 （微波等离子体化学气相沉积—— 一种制备金刚石膜的理想方法）

We’re starting to lay down thick layers of diamond in CVD machines, hinting towards a future of bulk diamond machinery. Diamond is an ideal construction material — it’s immensely strong, light, made out of the widely available element carbon, nearly complete thermal conductivity, and has among the highest melting and boiling points of all materials. By introducing trace impurities, you can make a diamond practically any color you want. Imagine a jet, with hundreds of thousands of moving parts made of fine-tuned diamond machinery. Such a craft would be more powerful than today’s best fighter planes in the way an F-22 is better than the Red Baron’s Fokker Dr.I.

这里有我上传的美国一家公司生产CVD钻石的视频介绍：看看老外关于CVD制备钻石的视频

http://bbs.sciencenet.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=201614&extra=page%3D1

CVD金刚石膜的制备方法主要有四种：热丝法，微波法，直流电弧法和燃烧火焰法，其中微波法是高端金刚石膜应用的最理想方法。下面主要就微波法制备的产品及品质，应用进行分析，大部分数据都是从网络上来的，呵呵！

微波法优于等离子体靠电磁波激发，避免的电极的污染，因此可以制备高纯度的金刚石膜。

上图就是微波法同质外延金刚石（单晶钻石）的情形

图片中的是生长用的“种子”，一种特别加工的金刚石仔晶。经过CVD过程，可以将大自然几百万年过程生成的金刚石，压缩到很短的时间，就能在实验室里面生长出钻石级的金刚石，而且完美无缺，比最好的天然金刚石还要好。下图就是生长前后的照片。

该技术的关键是：可以在很短的时间内作出完美无缺的大颗粒钻石级别的金刚石；更重要的是该技术能批量生产；这完全不同于高温高压法的一次就只能生产一颗，而且由于含有金属催化剂，一般作出来的都是黄色的“黄钻”。

这些是CVD法制备的钻石级金刚石，颜色的选择性出现是在生长国产中人为掺入了一些着色物质。其制备成本都是差不多的。

下图是高温高压法（HTHP）制备金刚石的现场照片：

下面是用HTHP方法制备出来的钻石照片：

CVD技术，可以在制备金刚石膜的同时加入一些“染色剂”，可以认为的制备出不同颜色的金刚石。

下面就是引用元素六公司的产品（http://193.120.252.126/cvd/page.jsp?pageid=298）：

1）Optical Grade CVD (OP) （光学级金刚石膜）

Optical grade polycrystalline CVD diamond. Broad transparency, high thermal conductivity, durable and wear resistant. Suitable for use in IR and high power laser optics.

（价格单位是：英镑）

Thermal Management Grade CVD （金刚石膜散热片）

Thermal management grade polycrystalline CVD diamond with a thermal conductivity > 1000 Wm-1K-1.

Mechanical Grade CVD (PC) （机械级CVD金刚石膜）

PC Grade CVD is used extensively for precision cutting tools and scalpels.

Electrochemistry Grade CVD (PE) （导电金刚石膜）

Electrically conductive polycrystalline CVD suitable for use in electrochemistry applications. This material can also be cut by EDM.

Single Crystal Diamond Plate （单晶金刚石膜）

其他的就不黏贴了，反正CVD金刚石膜可以通过微波法做得非常的好。至于市场，大家可以积极参与，共同开发。

下面是一些CVD产品，网上图片，仅供参考：

The ability to process large size transparent windoews in diamond with consistant quaility is key to its application in advanced optics

Diamond is the only material that offers a wide far-infrared (8-14 um) range transmission combined with high strength and excellent resistance to thermal shock, scratching and erosion

The use of CVD diamond optics in high power laser applications overcomes the common problem of thermal distortion of the beam by the window material.

The broad-band optical transparency, high thermal conductivity and hardness make diamond an ideal choice for highly demanding window applications such as high-power IR laser windows, high-power microwave windows and durable windows for aggressive environments.