金剛石膜的應(yīng)用與拋光技術(shù)

目錄前言第1章 金剛石的結(jié)構(gòu)及性能 11.1 金剛石的原子結(jié)構(gòu) 11.2 金剛石的力學(xué)性能 31.2.1 金剛石的硬度 31.2.2 金剛石的解理與脆性 41.2.3 金剛石的強度 41.2.4 金剛石其他力學(xué)性能 61.3 金剛石的光學(xué)性能 61.4 金剛石的熱學(xué)性能 71.5 金剛石的電子學(xué)性能 91.6 金剛石的化學(xué)性能 9參考文獻 10第2章 金剛石膜的應(yīng)用 112.1 金剛石膜在機械領(lǐng)域的應(yīng)用 112.1.1 金剛石的定向 112.1.2 金剛石刀具 122.1.3 金剛石修整器 182.1.4 金剛石膜在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用 182.1.5 金剛石膜在其他機械領(lǐng)域的應(yīng)用 202.2 金剛石膜在熱學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 202.2.1 金剛石熱沉片 202.2.2 金剛石散熱片 222.2.3 金剛石場發(fā)射散熱片 232.3 金剛石膜在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 242.3.1 超聲速飛行器紅外或雷達光學(xué)窗口 242.3.2 高功率激光窗口和微波窗口 262.3.3 苛刻環(huán)境下服役的光學(xué)窗口 282.3.4 金剛石膜在其他光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 292.4 金剛石膜在聲學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 302.4.1 高保真聲學(xué)器件 312.4.2 SAW器件 312.5 金剛石膜在電學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 332.5.1 紫外探測器、輻射探測器 332.5.2 效應(yīng)管、二極管 342.5.3 金剛石膜在集成電路光刻領(lǐng)域的應(yīng)用 352.5.4 金剛石膜在其他電學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 362.6 金剛石膜的應(yīng)用要求 382.7 金剛石膜的市場前景 39參考文獻 41第3章 金剛石膜的制備技術(shù) 443.1 概述 443.2 金剛石膜的CVD生長機理 453.3 熱絲CVD法 473.3.1 熱絲CVD法的基本原理 473.3.2 熱絲CVD過程中的化學(xué)反應(yīng) 483.3.3 熱絲的選擇與碳化 493.3.4 電子輔助熱絲CVD 503.3.5 熱絲CVD法的基本工藝參數(shù) 513.4 微波等離子CVD法 523.4.1 常見微波等離子CVD裝置 523.4.2 其他類型的微波等離子CVD裝置 553.4.3 微波等離子CVD法的應(yīng)用與展望 563.5 直流電弧等離子噴射CVD法 563.5.1 直流電弧等離子噴射CVD的原理 563.5.2 直流電弧等離子噴射CVD電弧特性及其影響 573.5.3 磁場對直流電弧等離子噴射CVD的影響 583.6 其他金剛石膜制備技術(shù) 593.6.1 燃燒火焰CVD 593.6.2 脈沖激光沉積 60參考文獻 62第4章 金剛石膜的去除機理與拋光理論 654.1 概述 654.2 金剛石拋光的材料去除機理 694.3 金剛石摩擦化學(xué)拋光理論 734.3.1 金剛石石墨化的化學(xué)熱力學(xué)分析 744.3.2 金剛石石墨化的化學(xué)動力學(xué)分析 774.3.3 加快金剛石石墨化反應(yīng)的措施 784.3.4 摩擦化學(xué)拋光技術(shù)的催化機制及對拋光盤的要求 794.4 金剛石化學(xué)機械拋光理論 824.4.1 金剛石氧化的化學(xué)熱力學(xué)分析 834.4.2 金剛石氧化的化學(xué)動力學(xué)分析 844.4.3 加快金剛石氧化反應(yīng)的措施 864.4.4 化學(xué)機械拋光動力學(xué)模型的建立 874.5 金剛石膜拋光過程接觸理論 994.5.1 摩擦化學(xué)拋光表面粗糙峰分布模型 1014.5.2 摩擦化學(xué)拋光動態(tài)接觸模型 1044.5.3 摩擦化學(xué)拋光過程界面溫升模型 1054.5.4 接觸模型的驗證與討論 1064.6 金剛石膜拋光平坦化理論 1134.6.1 拋光盤與工件的相對運動 1134.6.2 仿真運動軌跡分析 114參考文獻 116第5章 金剛石膜的機械拋光技術(shù) 1205.1 概述 1205.2 游離磨料機械拋光 1205.2.1 試驗條件與檢測方法 1205.2.2 試驗結(jié)果與分析 1225.3 固結(jié)磨料機械拋光 1255.3.1 試驗條件與檢測方法 1255.3.2 電鍍金剛石盤粒度對拋光的影響 1265.3.3 拋光時間對拋光的影響 1285.3.4 拋光工藝參數(shù)對拋光的影響 1305.3.5 金剛石膜材料機械拋光的去除機理 1315.4 金剛石砂輪磨削 1335.4.1 陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪磨削 1335.4.2 金屬催化劑金剛石砂輪磨削 1355.5 金剛石膜對磨拋光 1375.6 單晶金剛石的機械拋光 138參考文獻 140第6章 金剛石膜的摩擦化學(xué)拋光技術(shù) 1416.1 概述 1416.2 摩擦化學(xué)拋光盤的制備 1436.2.1 FeNiCr合金拋光盤 1446.2.2 TiAl合金拋光盤 1576.2.3 WMoCr合金拋光盤 1656.3 摩擦化學(xué)拋光方法與裝置 1686.4 金剛石膜摩擦化學(xué)拋光工藝 1706.4.1 拋光盤材料對材料去除率的影響 1706.4.2 拋光工藝參數(shù)對拋光溫度的影響 1726.4.3 拋光工藝參數(shù)對材料去除率的影響 1736.5 金剛石膜摩擦化學(xué)拋光機理 1746.5.1 金剛石膜試樣的表面成分分析 1746.5.2 拋光盤的表面成分分析 1756.5.3 摩擦化學(xué)拋光的材料去除機理 1756.6 金剛石的熱化學(xué)拋光 1766.6.1 熱金屬盤拋光 1766.6.2 熱擴散刻蝕 179參考文獻 181第7章 金剛石膜的化學(xué)機械拋光技術(shù) 1837.1 概述 1837.2 金剛石膜化學(xué)機械拋光關(guān)鍵技術(shù)分析 1847.2.1 加熱條件 1857.2.2 金剛石膜化學(xué)機械拋光試驗裝置的搭建 1857.2.3 試樣的粘貼、清洗方案 1877.2.4 拋光盤的選擇 1887.3 化學(xué)機械拋光液的配制 1917.3.1 磨料的選擇 1917.3.2 氧化劑的選擇 1927.3.3 K2FeO4拋光液的性能表征 1987.3.4 K2FeO4拋光液的成分優(yōu)化 2037.4 金剛石膜的化學(xué)機械拋光工藝 2067.4.1 摩擦力測量裝置的搭建 2067.4.2 拋光工藝參數(shù)對拋光摩擦力的影響 2107.4.3 拋光工藝參數(shù)對材料去除率的影響 2137.4.4 化學(xué)機械拋光金剛石膜的效果 2157.5 金剛石膜的化學(xué)機械拋光機理 2177.5.1 金剛石膜的表面成分分析 2187.5.2 金剛石膜表層的XPS深度分析 2257.5.3 化學(xué)機械拋光的材料去除機理 2277.6 金剛石的高溫化學(xué)機械拋光 228參考文獻 230第8章 金剛石膜的光催化輔助拋光技術(shù) 2328.1 光催化輔助拋光原理 2328.2 光催化輔助拋光液的配制 2338.2.1 磨料的選擇 2338.2.2 光催化劑的選擇 2348.2.3 電子捕獲劑的選擇 2368.2.4 pH調(diào)節(jié)劑的選擇 2368.2.5 光催化輔助拋光液的氧化性表征 2368.3 金剛石膜的光催化輔助拋光 2408.3.1 光催化輔助拋光方法與裝置 2408.3.2 光照條件與電子捕獲劑對拋光的影響 2438.3.3 光催化劑對拋光的影響 2448.4 光催化輔助拋光金剛石膜的機理 246參考文獻 249第9章 金剛石膜的特種拋光技術(shù) 2519.1 激光拋光技術(shù) 2519.1.1 激光拋光原理及特點 2519.1.2 金剛石膜的激光拋光 2529.2 離子束拋光技術(shù) 2559.2.1 離子束拋光原理及特點 2559.2.2 金剛石膜的離子束拋光 2569.3 等離子刻蝕技術(shù) 2589.3.1 等離子刻蝕原理及特點 2589.3.2 金剛石膜的等離子刻蝕 2599.4 電火花加工技術(shù) 2619.4.1 電火花加工原理及特點 2619.4.2 金剛石膜的化學(xué)鍍金屬 2629.4.3 金剛石膜的電火花加工 2659.5 等離子融合化學(xué)機械拋光技術(shù) 268參考文獻 271第10章 金剛石相關(guān)材料應(yīng)用及加工技術(shù) 27310.1 SiC的應(yīng)用及拋光技術(shù) 27310.1.1 SiC的結(jié)構(gòu) 27310.1.2 SiC的性質(zhì)與應(yīng)用 27410.1.3 SiC晶片的拋光技術(shù)概述 27710.1.4 SiC晶片的超聲振動輔助研磨技術(shù) 28410.1.5 SiC晶片的光催化輔助拋光技術(shù) 28810.2 Si3N4的應(yīng)用及拋光技術(shù) 29410.2.1 Si3N4的性質(zhì)與應(yīng)用 29410.2.2 Si3N4的拋光技術(shù) 29510.3 藍寶石的應(yīng)用及拋光技術(shù) 29910.3.1 藍寶石的性質(zhì)與應(yīng)用 29910.3.2 藍寶石的拋光技術(shù) 30110.4 石墨烯的應(yīng)用及加工技術(shù) 30310.4.1 石墨烯的性質(zhì)與應(yīng)用 30310.4.2 石墨烯的加工技術(shù) 30510.5 DLC材料的應(yīng)用及制備技術(shù) 30810.5.1 DLC材料的性質(zhì)與應(yīng)用 30810.5.2 DLC材料的制備技術(shù) 311參考文獻 311