诺森金刚石膜的应用与抛光技术苑泽伟著9787030738448科学出版社

前言

章金刚石的结构及能1

1.1金刚石的原子结构1

1.2金刚石的力学能3

1.2.1金刚石的硬度3

1.2.2金刚石的解理与脆4

1..金刚石的强度4

1.2.4金刚石力学能6

1.3金刚石的光学能6

1.4金刚石的热学能7

1.5金刚石的学能9

1.6金刚石的化学能9

参考文献10

第2章金刚石膜的应用11

2.1金刚石膜在机械领域的应用11

2.1.1金刚石的定向11

2.1.2金刚石刀具12

2.1.3金刚石修整器18

2.1.4金刚石膜在医疗器械领域的应用18

2.1.5金刚石膜在机械领域的应用20

2.2金刚石膜在热学领域的应用20

2.2.1金刚石热沉片20

2.2.2金刚石散热片22

2..金刚石场发散热片

.金刚石膜在光学领域的应用24

..1超声速飞行器红外或雷达光学窗口24

..2高功率激光窗口和微波窗口26

..苛刻环境下服役的光学窗口28

..4金刚石膜在光学领域的应用29

2.4金刚石膜在声学领域的应用30

2.4.1高保真声学器件31

2.4.2SAW器件31

2.5金刚石膜在电学领域的应用33

2.5.1紫外探测器、辐探测器33

2.5.2效应管、二极管34

2.5.3金刚石膜在集成电路光刻领域的应用35

2.5.4金刚石膜在电学领域的应用36

2.6金刚石膜的应用要求38

2.7金刚石膜的市场前景39

参考文献41

第3章金刚石膜的制备技术44

3.1概述44

3.2金刚石膜的CVD生长机理45

3.3热丝CVD法47

3.3.1热丝CVD法的基本原理47

3.3.2热丝CVD过程中的化学反应48

3.3.3热丝的选择与碳化49

3.3.4辅热丝CVD50

3.3.5热丝CVD法的基本工艺参数51

3.4微波等离子CVD法52

3.4.1常见微波等离子CVD装置52

3.4.2类型的微波等离子CVD装置55

3.4.3微波等离子CVD法的应用与展望56

3.5直流电弧等离子喷CVD法56

3.5.1直流电弧等离子喷CVD的原理56

3.5.2直流电弧等离子喷CVD电弧特及其影响57

3.5.3磁场对直流电弧等离子喷CVD的影响58

3.6金刚石膜制备技术59

3.6.1燃烧火焰CVD59

3.6.2脉冲激光沉积60

参考文献62

第4章金刚石膜的去除机理与抛光理论65

4.1概述65

4.2金刚石抛光的材料去除机理69

4.3金刚石摩擦化学抛光理论73

4.3.1金刚石石墨化的化学热力学分析74

4.3.2金刚石石墨化的化学动力学分析77

4.3.3加快金刚石石墨化反应的措施78

4.3.4摩擦化学抛光技术的催化机制及对抛光盘的要求79

4.4金刚石化学机械抛光理论82

4.4.1金刚石氧化的化学热力学分析83

4.4.2金刚石氧化的化学动力学分析84

4.4.3加快金刚石氧化反应的措施86

4.4.4化学机械抛光动力学模型的建立87

4.5金刚石膜抛光过程接触理论99

4.5.1摩擦化学抛光表面粗糙峰分布模型101

4.5.2摩擦化学抛光动态接触模型104

4.5.3摩擦化学抛光过程界面温升模型105

4.5.4接触模型的验与讨论106

4.6金刚石膜抛光平坦化理论113

4.6.1抛光盘与工件的相对运动113

4.6.2运动轨迹分析114

参考文献116

第5章金刚石膜的机械抛光技术120

5.1概述120

5.2游离磨料机械抛光120

5.2.1试验条件与检测方法120

5.2.2试验结果与分析122

5.3固结磨料机械抛光125

5.3.1试验条件与检测方法125

5.3.2电镀金刚石盘粒度对抛光的影响126

5.3.3抛光时间对抛光的影响128

5.3.4抛光工艺参数对抛光的影响130

5.3.5金刚石膜材料机械抛光的去除机理131

5.4金刚石砂轮磨削133

5.4.1陶瓷结合剂金刚石砂轮磨削133

5.4.2金属催化剂金刚石砂轮磨削135

5.5金刚石膜对磨抛光137

5.6单晶金刚石的机械抛光138

参考文献140

第6章金刚石膜的摩擦化学抛光技术141

6.1概述141

6.2摩擦化学抛光盘的制备143

6.2.1FeNiCr合金抛光盘144

6.2.2TiAl合金抛光盘157

6..WMoCr合金抛光盘165

6.3摩擦化学抛光方法与装置168

6.4金刚石膜摩擦化学抛光工艺170

6.4.1抛光盘材料对材料去除率的影响170

6.4.2抛光工艺参数对抛光温度的影响172

6.4.3抛光工艺参数对材料去除率的影响173

6.5金刚石膜摩擦化学抛光机理174

6.5.1金刚石膜试样的表面成分分析174

6.5.2抛光盘的表面成分分析175

6.5.3摩擦化学抛光的材料去除机理175

6.6金刚石的热化学抛光176

6.6.1热金属盘抛光176

6.6.2热扩散刻蚀179

参考文献181

第7章金刚石膜的化学机械抛光技术183

7.1概述183

7.2金刚石膜化学机械抛光关键技术分析184

7.2.1加热条件185

7.2.2金刚石膜化学机械抛光试验装置的搭建185

7..试样的粘贴、清洗方案187

7.2.4抛光盘的选择188

7.3化学机械抛光液的配制191

7.3.1磨料的选择191

7.3.2氧化剂的选择192

7.3.3K2FeO4抛光液的能表征198

7.3.4K2FeO4抛光液的成分优化203

7.4金刚石膜的化学机械抛光工艺206

7.4.1摩擦力测量装置的搭建206

7.4.2抛光工艺参数对抛光摩擦力的影响210

7.4.3抛光工艺参数对材料去除率的影响213

7.4.4化学机械抛光金刚石膜的效果215

7.5金刚石膜的化学机械抛光机理217

7.5.1金刚石膜的表面成分分析218

7.5.2金刚石膜表层的XPS深度分析225

7.5.3化学机械抛光的材料去除机理227

7.6金刚石的高温化学机械抛光228

参考文献0

第8章金刚石膜的光催化辅抛光技术2

8.1光催化辅抛光原理2

8.2光催化辅抛光液的配制

8.2.1磨料的选择

8.2.2光催化剂的选择4

8..捕获剂的选择

8.2.4pH调节剂的选择

8.2.5光催化辅抛光液的氧化表征

8.3金刚石膜的光催化辅抛光240

8.3.1光催化辅抛光方法与装置240

8.3.2光照条件与捕获剂对抛光的影响243

8.3.3光催化剂对抛光的影响244

8.4光催化辅抛光金刚石膜的机理246

参考文献249

第9章金刚石膜的特种抛光技术251

9.1激光抛光技术251

9.1.1激光抛光原理及特点251

9.1.2金刚石膜的激光抛光252

9.2离子束抛光技术255

9.2.1离子束抛光原理及特点255

9.2.2金刚石膜的离子束抛光256

9.3等离子刻蚀技术258

9.3.1等离子刻蚀原理及特点258

9.3.2金刚石膜的等离子刻蚀259

9.4电火花加工技术261

9.4.1电火花加工原理及特点261

9.4.2金刚石膜的化学镀金属262

9.4.3金刚石膜的电火花加工265

9.5等离子融合化学机械抛光技术268

参考文献271

0章金刚石相关材料应用及加工技术273

10.1SiC的应用及抛光技术273

10.1.1SiC的结构273

10.1.2SiC的质与应用274

10.1.3SiC晶片的抛光技术概述277

10.1.4SiC晶片的超声振动辅研磨技术284

10.1.5SiC晶片的光催化辅抛光技术288

10.SiN4的应用及抛光技术294

10.2.1Si3N4的质与应用294

10.2.SiN4的抛光技术295

10.3蓝宝石的应用及抛光技术299

10.3.1蓝宝石的质与应用299

10.3.2蓝宝石的抛光技术301

10.4石墨烯的应用及加工技术303

10.4.1石墨烯的质与应用303

10.4.2石墨烯的加工技术305

10.5DLC材料的应用及制备技术308

10.5.1DLC材料的质与应用308

10.5.2DLC材料的制备技术311

参考文献311

金刚石作为第四代半导体材料，具有极其优越的物理化学特，在诸多高科技领域具有很好的应用前景。金刚石抛光技术的研究不但突破了金刚石在高科技领域的应用瓶颈，还带动了一些新工艺、新方法和新技术的发展。本书以作者多年的科研成果为基础，汇集国内外金刚石领域的新进展，全面系统地对金刚石应用和抛光技术的重要成果进行了归纳和总结，内容主要包括：金刚石的结构及能，金刚石膜的应用，金刚石膜的制备技术，金刚石膜的去除机理与抛光理论，金刚石膜的机械抛光技术、摩擦化学抛光技术、化学机械抛光技术、光催化辅抛光技术及特种抛光技术，金刚石相关材料应用及加工技术。