CVD金刚石涂层的生产和应用

　　金刚石是上帝的礼物－尤其对刀具而言。应读者强烈要求，我们再次简要介绍一篇关于金刚石化学汽相沉积涂层(CVD)的文章，包括金刚石涂层的生产方式和应用领域。关于该涂层的详细介绍请您阅读我们的第34期FAC T S杂志。如果您错过了该期杂志的发行时间，您也可以从我们的网站上下载。

　　早在1980年，CemeCon公司就开始使用CVD技术生产金刚石涂层，并成为该领域的先驱。采用CVD方法生产的金刚石无论是物理特性还是化学特性，都非常接近于自然界的金刚石。它拥有的高硬度和与工件的低粘连性，稳定的化学性能以及良好的导热性使得CVD金刚石涂层在工业领域发挥着重要作用。相比其它的涂层，金刚石涂层广泛用于诸如石墨、铝硅合金、印刷电路板、碳纤维加强塑料（CFRP)等高黏着性或硬质材料的加工。

CVD金刚石涂层的生产

　　大多数CVD技术是在相对低的压力和温度下沉积多晶金刚石膜。这些膜根据晶体的尺寸被划分为微晶体涂层或纳米晶体涂层（光滑）。通过微晶体和纳米晶体的交替沉积的方式，可以生产出改善性能的复合涂层。

　　生产金刚石涂层一般采用等离子基方法，微波CVD和热丝CVD技术。但只有后者才能在三维基体上得到良好的涂层效果，比如：刀具或零部件。这就是为什么CemeCon公司在开发金刚石涂层的初期就选择采用热丝技术的原因。大量的研究最终使得我们找到了通往生产金刚石涂层的关键因素－生成光滑纳米晶体沉积的道路，打开了金刚石涂层的大门。今天，CemeCon公司已经在Wurselen（德国）建立了世界上最大的金刚石涂层中心。

　　热丝技术的能量来自炙热的热丝，而且可以根据应用情况垂直或水平地安装在反应室内。热丝由钨或钛制成，通电加热后温度可达2000度。它们将在低压下注入反应室内的氢气和甲烷的混合气体进行加热并进行化学反应。通过这种方式，使得金刚石颗粒在规定的工艺条件下沉积到已经被加热至大约800度的基体上。

热丝－CVD热丝技术的关键

　　注入甲烷的目的是由于碳原子组成金刚石的需要，但与此同时，工艺流程中需要的氢原子也被以极快的速度喷射到热丝上。氢原子的作用是迫使大部分石墨和非晶形碳原子离开基体表面，确保只有纯正的金刚石才能附着在基体上。刀具的金刚石涂层厚度一般在4至15μm之间，而且这些晶体金刚石涂层中不能夹杂DLC或ta-C这种非晶体涂层成分。

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