金刚石的应用领域

金刚石具有最高的硬度、低摩擦系数、良好的导热性、低热膨胀系数，且具有化学性，是制备刀具的理想材料。目前金刚石刀具主要包括CVD金刚石薄膜涂层刀具、金刚石薄膜微型钻头和聚晶金刚石(PCD)刀具等，其在刀具方面的应用主要表现在以下几个方面：

1、加工难处理的有色金属

在加工非铁合金时，这些材料会黏附在刀具上，加工效率低。由于金刚石具有低摩擦系数、与有色金属亲和力小等特点，因此所制备的金刚石刀具可防止加工的金属与刀具粘连在一起。同时由于金刚石具有高弹性模量，在进行加工时刃部几乎没有变形，对所加工的有色金属挤压变形也非常小，可以提高切削的表面光洁度以及加工的精度。

2、加工难处理的非金属材料

对于加工含有大量高硬度质点的非金属材料，如硬质碳纤维/环氧树脂复合材料、玻璃纤维增强塑料、填硅材料等时，材料的高硬度质点会对刀具产生严重的磨损，即使采用硬质合金刀具也难以加工，而CVD金刚石刀具的高硬度、高耐磨性可大大提高加工的效率以及刀具的使用寿命。

3、超精密加工

随着现代集成技术的不断发展，机加工对精度的要求越来越高，对刀具的性能要求也相应提高。由于金刚石具有低摩擦系数、低热膨胀系数、极高的热导率，它能切下非常薄的切屑，且切屑容易流出。由于它与所加工的有色金属亲和力小。同时由于金刚石的热导率高，所发出的热量很小，可以避免高热量对刀刃和加工工件的影响，因此刀刃不会产生钝化，切削变形非常小，可以获得高精度和高质量的表面。

在室温下，金刚石具有极高的热导率，而且其电阻率高，可用于制作固体激光器的导热绝缘层以及集成电路基片和绝缘层。近年来，随着高热导率金刚石膜制备技术的提高，使得金刚石热沉在微波器件、大功率激光器和集成电路上的使用成为可能。金刚石比热容小、热导率高，尤其是高温时的散热能力更为显著，是极好的散热热沉材料，目前市场上已有金刚石膜的热沉产品出售。将CVD法所制备的金刚石厚膜制作成散热片，其热导率的变化范围一般在8~15W/(cm·K)之间。

碳方程的50200A MPCVD设备在生长多晶产品方面优势显著，设备采用915MHZ的微波频率，单炉可生产8英寸多晶产品，若用于生产单晶金刚石，单炉能够稳定产出多达489 片尺寸为 7*7mm 的单晶金刚石。设备运行功率方面，采用50KW大功率装置，更大尺寸的多晶产品意味着更高的生产效率和更低的单位成本，能够满足客户大规模生产的需求。同时，我们的设备在技术方面也有着诸多创新和突破，确保了产品的高质量和稳定性。有效降低生产成本，提高产品的市场竞争力。

金刚石被誉为光学界最佳的材料，是因为它在深紫外到远红外范围内的透过率高、热导率高、力学性能优异、化学惰性稳定，另外其发光特性也非常好。可以用作光学透镜的保护膜，但是目前由于金刚石膜的制备成本比较高，仅仅只用于军事光学领域。

用于军事光学的金刚石膜有三种途径:

1、直接将金刚石膜沉积到基底材料上作为增透或保护膜层；

2、运用到光焊接技术上，即将需要的材料和金刚石膜焊接在一起；

3、采用CVD法沉积金刚石厚膜，然后进行抛光得到红外光学窗口材料。

金刚石薄膜除了应用于光学装备以外，还可以用于许多战略性武器装备和新概念武器装备，具体的应用如下。

(1) 超声速新一代拦截导弹的金刚石整流罩

(2) 金刚石高功率CO2激光窗口

(3) 金刚石薄膜高功率微波窗口

(4) 金刚石薄膜作为光电对抗防护材料

目前，光学级金刚石薄膜除了用在军事领域，还可以用于窗口材料(如X射线窗口、红外窗口等)和光盘、透镜、窗口、紫外激光器、毫米波天线罩等保护涂层，这是由于金刚石薄膜独特的性质包括红外线和可见光通过率高、耐腐蚀性好、耐损性强、抗辐照损伤性高等。

金刚石半导体器件的应用之一就是电子管，取代这些电子管后最大的好处是使器件变得小、变得轻，工作电压以及其他各方面的性能可以得到很大的提升。如一些新颖的器件在设计和加工方面可以由金刚石的独特性能体现出来，它的出现不仅可以对宽禁带器件造成冲击，还可以动摇行波电子管(TWT)在射频电源市场的地位。

金刚石在电子器件方面主要用于二极管领域，工业上对半导体的要求越来越高，发展的目标是要将器件尺寸变得更小、质量变得更轻、性能变得更加稳定，最重要的是要降低整个系统的制作成本。最理想的功率半导体器件要求传导零损耗和开关零损耗，从而达到功率电子系统效率的最大化。金刚石这种宽带半导体满足这两点要求。

目前工业上半导体材料技术最成熟的还是属于SiC，但是作为半导体材料特性方面还是不如金刚石，如金刚石临界电场高、热导率高、载流子迁移率高，这些独特的性质使得金刚石在半导体器件方面有更大的发展空间。

在所有的物质中，金刚石是声传播速度最快的材料，可用于制备高频声表面波(SAW)器件，降低了对电极制备的技术要求。同时，金刚石具有高弹性模量，可保证声学波的高保真传输。金刚石还具有优良的导热性和耐热性，可用于制备大功率发射端高频滤波器等器件。这些优异的性能使得金刚石SAW器件成为目前科学界的研究热点之一。