向日葵视频在线下载_向日葵视频网站_向日葵小视频APP污_向日葵视频污污下载

4  立方氮化硼(c-BN)薄膜    立方氮化硼的硬度僅次于金剛石，但卻比金剛石具有更高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，因此作為切削工具材料比金剛石更為優(yōu)越，金剛石不能廂于加工鋼鐵材料，而立方氮化硼工具勝任包括鋼鐵材料在內(nèi)的幾乎任何材料的加工。此外，立方氮化硼具有很大的禁帶寬度，熱導(dǎo)率很高，絕緣性好，容易摻雜成n型和p型半導(dǎo)體，和金剛石一樣具有從紫外到紅外寬廣范圍的良好光學(xué)透過性能，因此在光學(xué)應(yīng)用及半導(dǎo)體應(yīng)用亦有很好的應(yīng)用前景。    立方氮化硼薄膜的制備方法也不少，采用濺射沉積、離子束輔助沉積、離子鍍、等離子體輔助CVD等物理和化學(xué)氣相沉積方法都可以制備立方氮化硼。這些制備方法的一個共同的特點(diǎn)是離不開離子的轟擊，所制備的立方氮化硼大都具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，應(yīng)力非常大，與襯底的結(jié)合力很差。c-BN的制備在很多方面與DLC的制備相似。BN有兩種晶體形態(tài)，一為立方結(jié)構(gòu)的e-BN(與金剛石結(jié)構(gòu)和性能類似)，另一種為六方結(jié)構(gòu)的h-BN(與石墨結(jié)構(gòu)和性能類似)。目前的研究結(jié)果傾向于認(rèn)為離子轟擊有利于c-BN的沉積，這和DLC的制備需要離子轟擊是類似的。文獻(xiàn)中曾報(bào)道采用電子輔助的熱絲CVD制備具有擇優(yōu)取向的晶態(tài)c-BN的研究結(jié)果，但其它研究者未能很好地重復(fù)這一結(jié)果。國外也有采用直流電弧等離子體噴射方法制備c-BN的研究報(bào)道，但所得到的薄膜是c-BN和h-BN的復(fù)相薄膜，不是純相的c-BN膜。    c-BN薄膜仍然處于研究階段，目前研究的焦點(diǎn)是尋求控制和降低c-BN薄膜內(nèi)應(yīng)力的技術(shù)途徑和制備高質(zhì)量晶態(tài)c-BN薄膜的方法。5  碳氮膜    自從Cohen等人在20世紀(jì)90年代初預(yù)言在C-N體系中可能存在硬度可能超過金剛石的β-C>3N4相以后，立即就在全球范圍內(nèi)掀起了一股合成β-C3N4的研究狂潮。國內(nèi)外的研究者爭先恐后，企圖第一個合成出純相的β-C3N4晶體或晶態(tài)薄膜。但是，經(jīng)過了十余年的努力，至今并無任何人達(dá)到上述目標(biāo)。在絕大多數(shù)情況下，得到的都是一種非晶態(tài)的CNx薄膜，膜中N／C比與薄膜制備的方法和具體工藝有關(guān)。盡管沒有得到Cohen等人所預(yù)測超過金剛石硬度的β-C3N4晶體，但已有的研究表明CNx薄膜的硬度可達(dá)15GPa-50GPa，可與DLC相比擬。同時CNx薄膜具有十分奇特的摩擦磨損特性。在空氣中，cNx薄膜的摩擦因數(shù)為O.2-O.4，但在N2，CO2和真空中的摩擦因數(shù)為O.01-O.1。在N2氣氛中的摩擦因數(shù)最小，為O．01，即使在大氣環(huán)境中向?qū)嶒?yàn)區(qū)域吹氮?dú)?，也可將摩擦因?shù)降至0.017。因此，CNx薄膜有望在摩擦磨損領(lǐng)域獲得實(shí)際應(yīng)用。除此之外。CNx薄膜在光學(xué)、熱學(xué)和電子學(xué)方面也可能有很好的應(yīng)用前景。     采用反應(yīng)磁控濺射、離子束淀積、雙離子束濺射、激光束淀積(PLD)、等離子體輔助CVD和離子注人等方法都可以制備出CNx薄膜。在絕大多數(shù)情況下，所制備薄膜都是非晶態(tài)的，N／C比最大為45％，也即CNx總是富碳的。與C-BN的情況類似，CNx薄膜的制備需要離子的轟擊，薄膜中存在很大的內(nèi)應(yīng)力，需要進(jìn)一步降低薄膜內(nèi)應(yīng)力，提高薄膜的結(jié)合力才能獲得實(shí)際應(yīng)用。至于是否真正能夠獲得硬度超過金剛石的B-C3N4，現(xiàn)在還不能作任何結(jié)論。6  納米復(fù)合膜和納米復(fù)合多層膜    以納米厚度薄膜交替沉積獲得的納米復(fù)合膜的硬度與每層薄膜的厚度(調(diào)制周期)有關(guān)，有可能高于每一種組成薄膜的硬度。例如，TiN的硬度為2l GPa，NbN的硬度僅為14GPa，但TiN／NbN納米復(fù)合多層膜的硬度卻為5lGPa。而TiYN／VN納米復(fù)合多層膜的硬度競高達(dá)78GPa，接近了金剛石的硬度。最近，納米晶粒復(fù)合的TiN／SiNx薄膜材料的硬度達(dá)到了創(chuàng)記錄的105GPa，可以說完全達(dá)到了金剛石的硬度。這一令人驚異的結(jié)果曾經(jīng)過同一研究組的不同研究者和不同研究組的反復(fù)重復(fù)驗(yàn)證，證明無誤。這可能是第一次獲得硬度可與金剛石相比擬的超硬薄膜材料。其意義是顯而易見的。    關(guān)于為何能夠獲得金剛石硬度的解釋并無完全令人信服的定論。有人認(rèn)為在納米多層復(fù)合膜的情況下，納米多層膜的界面有效地阻止了位錯的滑移，使裂紋難以擴(kuò)展，從而引起硬度的反常升高。而在納米晶粒復(fù)合膜的情況下則可能是在TiN薄膜的納米晶粒晶界和高度彌散分布的納米共格SiNx粒子周圍的應(yīng)變場所引起的強(qiáng)化效應(yīng)導(dǎo)致硬度的急劇升高。     無論上述的理論解釋是否完全合理，這種納米復(fù)合多層膜和納米晶粒復(fù)合膜應(yīng)用前景是十分明朗的。納米復(fù)合多層膜不僅硬度很高，摩擦系數(shù)也較小，因此是理想的工具(模具)涂層材料。它們的出現(xiàn)向金剛石作為最硬的材料的地位提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。同時在經(jīng)濟(jì)性上也有十分明顯的優(yōu)勢，因此具有非常好的市場前景。但是，由于還有一些技術(shù)問題沒有得到解決，目前暫時還未在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。    可以想見隨著技術(shù)上的進(jìn)一步成熟，這類材料可能迅速獲得工業(yè)化應(yīng)用。雖然鈉米多層膜和鈉米晶粒復(fù)合膜已經(jīng)對金剛石硬度最高的地位提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，但就我所見，我認(rèn)為它們不可能完全代替金剛石。金剛石膜是一種用途十分廣泛的多功能材料，應(yīng)用并不局限于超硬材料。且金剛石膜可以做成厚度很大(超過2mm)的自支撐膜，對于納米復(fù)合多層膜和納米復(fù)合膜來說，是無論如何也不可能的。(呂反修 北京科技大學(xué))中國真空網(wǎng)