由于其相對低的成本和能夠在襯底生長連續(xù)的多晶薄膜,因而具有如下所示的非常重要和廣闊的應(yīng)用前景。
表1 CVD金剛石薄膜的重要應(yīng)用領(lǐng)域
已實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用領(lǐng)域 |
潛在重要應(yīng)用領(lǐng)域(舉例) |
1.切削工具的超硬涂層和CVD金剛石磨料; 2.揚(yáng)聲器的振動(dòng)膜涂層; 3.X射線窗口; 4.光學(xué)基材和部件的表面涂層; 5.深亞微米(0.1~0.3um)光刻軟X射線掩模襯底; 6.利用遠(yuǎn)紫外吸收邊和高熱導(dǎo)系數(shù)制作的傳感器; 7.半導(dǎo)體激光器和高功率集成電路的絕緣散熱襯底; 8.CVD金剛微晶粉壓聚成型燒結(jié)體(金剛石陶瓷) |
1.可在高溫工作的半導(dǎo)體功率器件、抗輻射器件、高工作電壓器件、微波功率器件和高器件和高功率毫米波放大器等; 2.涂覆金剛石薄膜的石墨纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,可應(yīng)用于制作抗沖擊和耐熱應(yīng)力的基材和部件等; 3.抗熱沖擊的高強(qiáng)度透光材料,包括強(qiáng)激光窗口等; 4.磁盤和光盤涂層、毫米波天線罩等; 5.高效的聲換能器、聲學(xué)反射鏡等 |
表2 D.Dsand市場統(tǒng)計(jì)及預(yù)測世界CVD金剛石市場(單位:百萬美元)
應(yīng)用 |
1990 | 1992 | 1995 |
商用(民用) |
|||
光學(xué) | 40 | 70 | 140 |
聲學(xué) | 30 | 50 | 100 |
醫(yī)學(xué) | — | 5 | 65 |
電子學(xué) | 20 | 50 | 250 |
工具 | 75 | 200 | 1500(含硬質(zhì)涂層) |
磨料 | 20 | 50 | 130 |
軍用統(tǒng)計(jì) | |||
軍事半導(dǎo)體 | — | — | 10 |
軍事光學(xué) | 2 | 25 | 310 |
總計(jì) | 187 | 450 | 2495 |
注:統(tǒng)計(jì)數(shù)字來自國際資源開發(fā)公司(International Resouceinc)研究報(bào)告
據(jù)某公司估算,1986年紅外材料價(jià)值在7000~7500萬美元,1991年為1.1~1.2億美元,1992年金剛石紅外材料占整個(gè)紅外材料的10%,最終我們將看到幾乎所有的遠(yuǎn)紅外觀察窗口和導(dǎo)彈頭罩都將采用金剛石薄膜涂層技術(shù)。
金剛石薄膜涂層刀具在未來將不只是與PCD刀具競爭,而且還影響到無涂層的硬質(zhì)合金和陶瓷刀具市場。
金剛石膜工具,熱學(xué)和光學(xué)應(yīng)用在整個(gè)市場中比例達(dá)到80%以上,但是金剛石膜在軍事光學(xué)中的應(yīng)用也不容忽視。
有關(guān)專家預(yù)測,到2020年金剛石膜直接產(chǎn)品的市場將超過100億美元,相當(dāng)于HT-HP合成金剛石市場的幾倍。
盡管由于金剛石膜的某些加工和制備關(guān)鍵技術(shù)還沒有解決,導(dǎo)致實(shí)際市場的規(guī)模低于預(yù)測的結(jié)果,但人們十分清楚,某些問題的解決將會(huì)使金剛石薄膜市場成倍、甚至成數(shù)量級的增長。