(1)DLC薄膜在电磁学领域的应用 随着计算机技术的发展,硬磁盘存储密度越来越高,这要求磁头与磁盘的间隙变小,磁头与磁盘在使用中因频繁接触、碰撞而产生磨损。为了保护磁性介质,要求在磁盘上沉积一层既耐磨又足够薄且不致于影响其存储密度的膜层。用RF-PCVD方法在硬磁盘上沉积了40nm的DLC薄膜,发现有Si 过渡层的膜层与基体结合强度高,具有良好的保护效果,且对硬磁盘的电磁特性无不良影响。 DLC薄膜在电子学上也很有应用前景。采用DLC薄膜作为绝缘层的MIS结构可用于电子领域的许多方面,可用于反应速度快的光敏传感器,也可用于极敏感的电容传感器。另外,DLC薄膜在电学上也是场发射平面显示器冷阴极的极好材料。金双内国 (2)DLC薄膜在光学领域的应用在光学方面,DLC薄膜可用作增透保护膜。Ce是在8~12um范围内通用的窗口和透镜材料,但其容易被划伤和被海水浸蚀。在Ge表面镀一层DLC薄膜,可提高其红外透射率和耐腐蚀性能。但是,一般 DLC薄膜在可见光范围内的透光性较差,限制了它在光电器件上的应用。此外,研究类金刚石薄膜在激光作用下的损伤及损伤机制表明,KC1基片上沉积DLC薄膜后,连续CO,激光损伤闽值可高达7.4kW/cm’。木林据宁简那隆设海明 (3)DLC薄膜在医学领域的应用DLC薄膜在医学上可作为人工心脏瓣膜,而且具有相当好的生物相容性。目前,美国ART公司利用 DLC 薄膜表面能小、不润湿等特点,通过掺人 Si0,网状物并掺人过渡金属元素以调节其导电性,生产出不粘肉的高频手术刀,明显改善了医务人员的工作条件。此外,很多人工关节由聚乙烯的凹槽和金属与合金(钛合金、不锈钢等)的凸球组成。关节的转动部分接触界面会因长期摩擦而产生磨屑,与肌肉结合会使肌肉变质、坏死。DLC薄膜无毒、不受液体浸蚀,镀在人[关节转动部位上的 DLC薄膜不会因摩擦而产生磨屑,更不会与肌肉产生反应,可大幅度延长人工关节的使用寿命。

(1)DLC薄膜在机械领域中的应用 DLC薄膜具有低摩擦系数、高硬度以及良好的抗磨粒磨损性能和化学稳定性,因而非常适合于制作工具涂层。Murakawa等人用DC-PCVD法在6Mo5Cr4V2 高速钢上沉积了厚度为0.7μm、硬度为 Hv3500 的 DLC 薄膜,在切削铝箔时性能明显优于未镀 DLC 膜层的刀具。Letington 在刀具上镀 DLC 薄膜,切削高硅铝合金时,刀具寿命明显提高。此外,国外还有人把 DLC薄膜镀制在剃须刀片上,使刀片变得锋利,且保护刀片不受腐蚀,利于清洗和长期使用。美国IBM 公司近年来采用镀 DIC 薄膜的微型钻头,在印刷电路板上钻微细的孔,镀 DLC 薄膜后可使钻孔速度提高 50%,寿命增加5倍,钻孔加工成本降低50%。 Murakawa等人在镀锌钢板的冲压模具上沉积了DLC薄膜,经生产使用证明,掺入了钨的 DLC薄膜可以不用润滑剂,冲压后工件表面明显好于未镀模具;日本专利在微电子工业精密冲剪模具的硬质合金基体上镀制 DLC/T、S,可提高模具寿命,并已得到推广应用,其膜层厚度: DLC为1.0~1.2um,T和Si为0.4um,硬度可达 4000~4500Hv。在汽车发动机部件、板材、钉子等易损机械零件上沉积DLC薄膜也获得了成功,摩擦系数为0.14。德国Fraunhofer 研究所在 DLC 薄膜的研制与开发方面成绩比较突出,他们在模具和汽车曲轴上沉积 DLC 薄膜,增加其使用寿命。目前,国内已有厂家在手表玻璃表面、眼镜的玻璃镜片和树脂镜片上沉积透明耐磨的 DLC保护膜。 (2)DLC薄膜在声学领域的应用 电声领域是 DLC薄膜最早的应用领域,主要是扬声器的振动膜。1986年日本住友公司在钛膜上沉积 DLC 薄膜,生产高频扬声器,高频响应达到30kHz;随后,爱华公司推出含有 DLC薄膜的小型高保真耳机,频率响应范围为10~30000Hz;先锋公司和健伍公司也推出了镀有DLC薄膜的高档音箱。广州有色金属研究院材料表面工程中心的袁镇海教授等人用阴极电弧法沉积的DLC/T 复合扬声器振膜,组装的扬声器的高频响应达30kHz以上,他们在高保真类金刚石/钛复合扬声器振膜与扬声器开发方面取得了很好的成果。

透明导电金属薄膜的基本特性 金、银、铜、铂等金属薄膜在可见光和红外波段都具有良好的反射性,这主要是由于其自由载流子的浓度约为1020个/立方厘米,可使金属的等离子体频率落在近紫外光区,所以其在可见光区是不透明的。如果要增加其在可见光范围内的透明度,同时又要保持其在红外波段的高反射性,就必须将这些金属薄膜的厚度制备得极薄。当金属薄膜的厚度减小至 20nm 以下时,对光的反射和吸收都会减小,此时的金属薄膜才具有较好的透光性。透光性越好的薄膜,其导电性就越差,所以必须将透明导电金属薄膜的厚度控制在3~15nm 之间。理论上,金属薄膜可以成为良好的透明导电薄膜,但是,在实际制备厚度小于 10nm 的金属薄膜时,极易形成岛状结构,使薄膜的电阳率明显提高。而目,当这种岛状结构严重时,还会使相当一部分人射光散射掉,从而影响薄膜的透射率。在利用等离子体辅助技术制备薄膜时,为了避免出现岛状结构,并得到电阻率较低的金属薄膜,可以在基底表面加偏压,用离子或电子来轰击基底表面,或在基底表面与金属薄膜之间镀土一层氧化物过渡层。虽然通过这些方法可以沉积出较薄目连续的金属薄膜,但是,此时金属薄膜的电阻率仍然受表面效应和杂质的影响,因此,制备透明导电金属薄膜具有相当大的难度。此外,大多数金属薄膜与玻璃基底之间的结合力都较差。总之,透明导电金属薄膜既有透光性不足,强度较低和附着力较差的缺点,也有沉积温度低和易制备出低电阻薄膜的优点。

（1）金刚石的力学性能及应用 依靠很强的化学键结合形成的金刚石具有特殊的力学和弹性性质。金刚石的硬度、密度、热导率都是已知材料中最高的。在所有的材料中，金刚石的弹性模量也是最大的。金刚石薄膜的摩擦系数仅为 0.05。此外，金刚石具有最高的热导率，如果金刚石薄膜采用纯碳同位素制备，则其热导率将增加5倍以上。采用碳的同位素制备金刚石主要是为了减小金刚石的声子散射。作为超硬材料，金刚石薄膜是很好的涂层材料，可以涂覆在刀具、模具表面，显著提高其表面强度增加其使用寿命。金刚石薄膜的摩擦系数低，热导率高，可用于字航用高速轴承。金刚石薄膜的高热导率、低摩擦系数和良好的透光性也使其常作为导弹的整流罩材料。 （2）金刚石的热学性能及应用 现在，人造金刚石薄膜的热导率已基本接近天然金刚石的热导率。由于金刚石的热导率高电阻率高，因而可作为集成电路基片的绝缘层，以及固体激光器的导热绝缘层。此外，金刚石的热导率高，热容小，尤其是在高温时散热效果显著，是散热极好的热沉材料。随着高热导率金刚石薄膜沉积技术的发展，已使金刚石薄膜热沉积在大功率激光器、微波器件和集成电路上的应用成为现实。 但是，人造金刚石薄膜由于制备工艺不同，其性能也有较大的差异。如热输运性质，主要表现为热扩散率和热导率差别较大。另外，人造金刚石薄膜呈现出强烈的各向异性，同样的膜厚平行于薄膜表面的热导率明显小于垂直于薄膜表面的热导率。这些都是由于成膜过程中控制参数的不同而引起的。由此可见，金刚石薄膜的制备工艺还有待于进一步完善，以使其优异的性能得到更广泛的应用。