类金刚石薄膜的真空制备技术及其性能研究(3)
DLC薄膜的减摩特性良好，表现为较低的摩擦系数，通常都在0.2以下，其摩擦系数甚至最低可达0.005[16]，而且DLC膜具有很好的自润滑特性，研究发现在超高真空中DLC膜的磨损更小，产生的磨屑粒子更少，摩擦状态更加稳定，因此类金刚石薄膜也可以作为航空航天科技中的轴承材料的耐磨涂层。
1.3.2 电学性能和应用
类金刚石薄膜在微电子领域的应用逐渐成为热点。DLC膜的电阻率在105~1012Ω•cm之间，一般含氢薄膜的电阻率高于不含氢的薄膜电阻率[17]，可能是由于氢稳定了薄膜中sp3相的缘故。
DLC薄膜与现有的半导体材料相比，具有介电常数低，禁带宽度高，电子空穴迁移率好及热导率高的优点。它在制备计算机芯片，高电压开关及固体功率放大器等对工作温度有较高要求的领域上的应用潜能较大。在制造大规模集成电路芯片时，将DLC膜作为电路板的保护膜，不仅能防止操作中可能出现的表面机械刻划和损伤，而且还允许机械或化学腐蚀方法除去薄膜表面的污染物，但不破坏薄膜表面本身的结构[18]。
DLC薄膜具有较低的电子势，是优异的阴极场发射材料，可用于场发射平面显示器件的镀层[19]。
1.3.3 光学性能和应用
DLC薄膜不仅在可见光波长范围内是透明的，而且在大部分的红外区和紫外区透过率也很高[20]。DLC膜的光隙带宽会随着薄膜中sp3杂化碳含量的增多而增大，因此，类金刚石薄膜作为光学减反射膜和增透涂层的应用前景非常好。在研究上可用作红外光学窗口和透镜的涂层。在应用方面可用作在冶金、化工情况下工作的红外监测和控制仪器的光学元件涂层[21]。
1.3.4 化学性能和应用
纯DLC膜具有优异的耐蚀性，各类酸、碱甚至王水都很难侵蚀它。但通过掺杂其他元素后，DLC膜的耐蚀性会下降，这是由于掺杂的元素首先被侵蚀了，从而破坏了薄膜的连续性[22]。
DLC薄膜的抗粘结性很好，特别是对有色金属（如铜、铝、锌等）具有很高的抗粘结性，对塑料、橡胶、陶瓷等也有一定的抗粘结性。
1.3.5 生物性能和应用
生物医用材料是一类具有特殊功能的材料，能够对生物体进行诊断、治疗、修复或替换受损组织，增强器官功能。类金刚石薄膜由于其组分简单（C、H元素），满足生物植入材料的标准，并且其具有抗摩耐磨性，使其在生物领域的应用前景广阔[23]。实验表明，在用作人工器官瓣膜的不锈钢或合金表面沉积类金刚石薄膜，能同时满足抗磨耐蚀性能和生物相容性要求[24]，从而提高了其使用性能。研究者们制备了有良好血液相容性和耐磨性的新型DLC/SiC生物梯度薄膜材料，提出采用微波放电等离子体CVD新技术来制备该薄膜材料，可以提高沉积速率和改善膜的性能，该DLC涂层血液相容性良好，有望用于生物医学领域[25]。
1.3.6 其他特性及其应用
除上述性能与应用外，作为一种拥有多种优异性能的界面材料，DLC薄膜的润湿性能也受到了人们的关注。DLC薄膜具有亲水性能，在润滑等领域表现出较好的应用前景。但是，某些需要疏水的器件如电子元器件、窗口等都对DLC薄膜的润湿性能提出了新的要求，目前是采用化学改性的方法来提高DLC薄膜的疏水性能。利用等离子体对DLC薄膜进行处理，引入CF4，使DLC薄膜表面形成一层具有低表面能的结构；H2和O2等离子体处理可以促进表面改性键的形成，提高表面能；掺杂金属元素Fe等方法可以显著提高薄膜的疏水性。
DLC薄膜的密度低，弹性模量高，声速高达18.2km/s，声阻尼特性适宜，是理想的高保真扬声器的振膜材料，且该膜可以制成具有宽频带特点的振动片，将其作为发声器的涂层，可以提高音质。
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