超硬材料網(wǎng)

　　國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（位于伊利諾州的Argonne）的研究人員成功地開(kāi)發(fā)了一種被命名為超納米結(jié)晶膜的金剛石薄膜。此種薄膜技術(shù)預(yù)計(jì)將大大加速MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)的發(fā)展。此種薄膜將金剛石本質(zhì)的優(yōu)良機(jī)械性能，摩擦性能，和熱性能（優(yōu)異的硬度，耐磨損性，和極低的摩擦系數(shù)等）引入了迅猛發(fā)展的MEMS領(lǐng)域。
　　迄今為止，許多MEMS裝置由于采用的硅材料，在耐久性和耐摩擦方面不夠理想，因而不能勝任；現(xiàn)在由于超納米結(jié)晶膜的出現(xiàn)，有望可以得到解決。例如，微型馬達(dá)中的齒輪如果采用硅材料來(lái)做，由于轉(zhuǎn)速必須接近每分鐘400000轉(zhuǎn)才能進(jìn)行某些機(jī)械加工，不出幾分鐘，齒輪就將因磨損而失去作用。
　　超納米結(jié)晶膜是采用Argonne的專利技術(shù)，化學(xué)氣相淀積（CVD）方法生成的。薄膜呈現(xiàn)獨(dú)立的金剛石結(jié)構(gòu)，厚度約為100到300nm，摩擦系數(shù)可以低到0.01。CVD過(guò)程是在氬等離子體中，使fullerence圓球（由60個(gè)純碳原子組成的球形分子），裂化成為雙原子的碳分子（二聚物）。
　　在Argonne隨后進(jìn)行了其它方法的研究，也取得了同樣的效果。它在氬等離子體中，引入甲烷，如果沒(méi)有或很少有氫存在時(shí)，也可以產(chǎn)生同樣的膜。例如在硅晶圓片上預(yù)先準(zhǔn)備好微細(xì)的金剛石粉末，生成球形的等離子體使之包圍晶圓片或其它材料。當(dāng)碳二聚物在等離子體中的晶圓片上形成時(shí)，這些碳二聚物形成直徑大約為3到5nm的結(jié)晶，并自動(dòng)排列成薄膜。