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第四篇 金刚石膜的应用767

第16章 金刚石膜的加工767

16.1 引言767

16.2 切割767

16.2.1 激光切割767

16.2.2 电火花切割775

16.3 抛光779

16.3.1 机械研磨抛光780

16.3.2 热化学抛光783

16.3.3 激光抛光785

16.3.4 离子束抛光785

16.3.5 其他抛光方法786

16.4 图形化787

16.4.1 离子束溅射刻蚀788

16.4.2 反应离子刻蚀789

16.4.3 激光刻蚀791

16.4.4 金属活性催化刻蚀792

16.4.5 金刚石膜的选择性沉积793

参考文献794

第17章 金刚石薄膜涂层硬质合金工具797

17.1 引言797

17.2 提高金刚石薄膜与硬质合金衬底黏着力的研究798

17.2.1 金刚石膜黏着力测试方法798

17.2.2 提高金刚石膜与硬质合金衬底黏着力的方法研究800

17.3 金刚石薄膜涂层硬质合金刀具810

17.3.1 金刚石薄膜涂层硬质合金刀具的研发与市场应用810

17.3.2 金刚石薄膜涂层硬质合金工具典型切削性能812

17.4 金刚石薄膜涂层拉拔模具821

17.4.1 拉拔模具简介821

17.4.2 金刚石薄膜涂层拉拔模具研究进展823

17.4.3 金刚石薄膜涂层圆孔模具的制备及表征824

17.4.4 金刚石薄膜涂层圆孔模具的应用827

17.4.5 金刚石薄膜涂层异型模的应用833

17.5 结语837

参考文献837

第18章 金刚石薄膜电学应用842

18.1 引言842

18.2 紫外探测器843

18.2.1 金刚石薄膜紫外光探测器的简介843

18.2.2 金刚石薄膜紫外光探测器的工作原理843

18.2.3 探测器用金刚石薄膜的研究进展846

18.2.4 金刚石薄膜紫外光探测器的制备及性能研究846

18.2.5 金刚石薄膜紫外光探测器的应用856

18.3 辐射探测器858

18.3.1 金刚石薄膜辐射探测器的简介858

18.3.2 金刚石薄膜辐射探测器的工作原理858

18.3.3 金刚石薄膜辐射探测器的研究进展863

18.3.4 金刚石薄膜辐射探测器的制备及性能研究865

18.3.5 金刚石薄膜辐射探测器的应用领域898

18.4 金刚石场效应管899

18.4.1 金刚石薄膜FET简介899

18.4.2 金刚石薄膜FET制作的关键技术901

18.4.3 金刚石薄膜p型半导体903

18.4.4 金刚石薄膜FET的研究进展906

18.5 金刚石二极管913

18.5.1 二极管简介913

18.5.2 二极管原理913

18.5.3 金刚石二极管研究进展915

18.5.4 金刚石二极管的应用917

18.6 金刚石在集成电路光刻中的应用918

18.6.1 光刻技术面临的挑战918

18.6.2 下一代光刻技术920

18.6.3 X射线光刻技术921

18.6.4 纳米晶金刚石薄膜光刻掩模基膜材料925

18.7 其他应用927

18.7.1 场发射应用927

18.7.2 超导特性928

18.7.3 压力传感器928

18.7.4 基于金刚石晶体的量子计算929

18.8 结语930

参考文献931

第19章 金刚石膜的电化学应用940

19.1 引言940

19.2 金刚石膜电化学性能的表征方法940

19.2.1 循环伏安法940

19.2.2 差分脉冲伏安法943

19.2.3 电化学交流阻抗谱方法944

19.2.4 溶出伏安法945

19.2.5 毛细管-电化学测试方法945

19.2.6 流动注射电化学联用技术946

19.3 金刚石电极的电化学性能947

19.3.1 宽的电势窗口及低背景电流947

19.3.2 纳米金刚石及类金刚石949

19.3.3 反应能力及表面处理951

19.3.4 透过率952

19.3.5 半导体金刚石电极953

19.3.6 金刚石的表面传导性956

19.4 金刚石膜在电化学传感器中的应用959

19.4.1 液体电化学传感器959

19.4.2 电化学气体传感器964

19.4.3 光电化学传感器968

19.5 金刚石膜污水处理技术968

19.5.1 电化学氧化法969

19.5.2 光电催化氧化法974

19.5.3 芬顿法975

19.5.4 超声增强电化学氧化法978

19.5.5 电化学氧化和臭氧氧化耦合技术979

19.6 金刚石膜在电化学超级电容器上的应用981

19.7 金刚石的电化学修饰983

19.8 金刚石膜在电化学上的其他应用985

19.9 结语987

参考文献988

第20章 金刚石膜光学应用994

20.1 引言994

20.2 光学级金刚石自支撑膜的制备995

20.3 金刚石自支撑膜红外光学窗口998

20.3.1 飞行器红外光学窗口998

20.3.2 其他红外光学窗口1004

20.4 微波窗口应用1005

20.5 高功率激光窗口1010

20.6 光学涂层1011

20.7 其他光学应用1014

20.7.1 热成像系统窗口1014

20.7.2 可见光效益1015

20.7.3 标准量块应用1015

20.7.4 X射线应用1016

20.7.5 其他光学应用1019

20.8 金刚石膜光学应用现状与展望1021

参考文献1022

第21章 声学应用1026

21.1 引言1026

21.2 声表面波器件的结构和工作原理1027

21.3 金刚石多层膜声表面波特性计算与分析1029

21.4 适用于声表面波器件的金刚石膜1037

21.4.1 微米级多晶金刚石1038

21.4.2 金刚石镜面成核面和纳米金刚石膜1044

21.5 金刚石基底上压电薄膜的制备1047

21.5.1 压电力显微镜1048

21.5.2 ZnO压电薄膜1052

21.5.3 AlN压电薄膜1064

21.6 金刚石多层膜SAW器件制作及性能检测1065

21.6.1 器件的制作1065

21.6.2 器件性能检测1069

21.7 金刚石表面波器件的应用1071

21.8 结语1073

参考文献1073

第22章 金刚石膜在极高能量密度环境中的应用前景1079

22.1 引言1079

22.2 磁约束核聚变发电装置面向等离子体壁材料1080

22.2.1 概述1080

22.2.2 面向等离子体壁材料（面壁材料）1080

22.2.3 CVD金刚石膜面壁材料研究与前景1083

22.3 激光（惯性）约束核聚变1092

22.4 强子对撞机1097

22.4.1 概述1097

22.4.2 LHC金刚石束流监测器1099

22.4.3 金刚石像素探测器1100

22.4.4 金刚石前冲量能器1101

22.5 结语1103

参考文献1104

第23章 CVD金刚石膜市场分析1108

23.1 引言1108

23.2 CVD金刚石膜目标市场1108

23.2.1 切削刀具和耐磨部件1110

23.2.2 热管理1114

23.2.3 高温半导体及电子器件1115

23.2.4 光学窗口1117

23.2.5 扬声器振膜、声表面波器件1118

23.2.6 金刚石压砧1120

23.2.7 电化学1121

23.2.8 生物医学1123

23.2.9 钻石首饰1124

23.3 CVD金刚石膜市场现状1125

23.3.1 进入市场CVD金刚石产品1126

23.3.2 市场规模1126

23.3.3 CVD金刚石膜市场地区分布1130

23.3.4 国内市场1132

23.3.5 设备1134

23.3.6 科研与产业1137

23.4 CVD金刚石膜大规模工业化应用的关键因素1139

23.4.1 技术障碍1139

23.4.2 成本分析1143

23.4.3 市场需求和市场接受1148

23.4.4 产品竞争1150

23.5 展望1152

参考文献1152

第五篇 纳米金刚石膜制备与应用1165

第24章 纳米金刚石的制备1165

24.1 引言1165

24.2 纳米金刚石薄膜的制备1166

24.2.1 离子轰击制备纳米金刚石薄膜1166

24.2.2 Ar气氛中制备纳米金刚石薄膜1178

24.3 金刚石纳米线的制备1189

24.3.1 金刚石纳米线的制备过程1190

24.3.2 金刚石纳米线的表征1191

24.3.3 金刚石纳米线的形成机制1193

24.4 金刚石纳米锥的制备1195

24.4.1 金刚石纳米锥阵列的制备与表征1195

24.4.2 金刚石纳米锥的生长特性1198

24.4.3 金刚石纳米锥的形成机制1200

参考文献1201

第25章 纳米金刚石的特性与应用1208

25.1 纳米金刚石薄膜的摩擦磨损特性与应用1208

25.1.1 纳米金刚石薄膜摩擦学性能1210

25.1.2 纳米金刚石涂层微细PCB钻头的制备及表征1217

25.1.3 拉拔模具1221

25.1.4 纳米金刚石薄膜在密封环上的应用1226

25.2 纳米金刚石薄膜的介电特性与应用1229

25.3 金刚石纳米线的场发射特性与应用1238

25.4 金刚石纳米线的气敏特性与应用1241

25.5 金刚石纳米锥的场发射特性与应用1244

25.6 金刚石纳米锥的电子输运特性与应用1253

参考文献1259

第六篇 金刚石相关材料1267

第26章 类金刚石薄膜制备及应用1267

26.1 引言1267

26.2 类金刚石薄膜的制备技术1268

26.2.1 物理气相沉积技术1269

26.2.2 化学气相沉积技术1278

26.2.3 等离子体浸没式离子注入沉积技术1282

26.2.4 液相沉积法1284

26.2.5 各种沉积技术的比较1285

26.2.6 复合镀膜技术1286

26.3 类金刚石薄膜的结构与性能1290

26.3.1 DLC薄膜的结构1290

26.3.2 DLC薄膜的性能1293

26.4 类金刚石薄膜分析与测试技术1306

26.4.1 概述1306

26.4.2 形貌分析1306

26.4.3 结构与成分分析1310

26.4.4 性能测试1315

26.5 类金刚石薄膜的应用领域1320

26.5.1 机械领域的应用1321

26.5.2 光电领域的应用1331

26.5.3 医学领域的应用1335

26.5.4 在其他行业的应用1338

26.6 类金刚石薄膜的发展状况及展望1339

26.6.1 DLC薄膜的发展状况1339

26.6.2 DLC薄膜的展望1341

参考文献1342

第27章 立方氮化硼薄膜1352

27.1 引言1352

27.2 c-BN薄膜的制备与表征1356

27.2.1 生长模型1356

27.2.2 制备方法1358

27.2.3 c-BN的表征1360

27.3 c-BN薄膜研究现状与应用前景1364

27.3.1 c-BN厚膜的沉积1364

27.3.2 高品质c-BN膜的外延生长1366

27.3.3 c-BN薄膜的掺杂及电学性质1369

参考文献1371

第28章 氮化碳薄膜1375

28.1 氮化碳的研究历史1375

28.1.1 氮化碳的研究起源1377

28.1.2 针对氮化碳的代表性理论研究及其发展1378

28.2 氮化碳的结构1379

28.2.1 几种主要氮化碳的结构1380

28.2.2 氮化碳中的化学键1387

28.3 氮化碳的制备1388

28.3.1 气相沉积方法制备氮化碳薄膜1389

28.3.2 高温高压法1391

28.3.3 高温热解1392

28.3.4 机械合金化合成氮化碳1394

28.3.5 溶剂热合成方法1394

28.3.6 其他制备方法1395

28.4 氮化碳的结构表征1395

28.4.1 扫描电子显微镜1395

28.4.2 X射线衍射1395

28.4.3 X射线光电子能谱1398

28.4.4 红外光谱1398

28.5 氮化碳薄膜的性质与应用前景1400

28.5.1 氮化碳薄膜的力学性能1401

28.5.2 光学性能1405

28.5.3 光催化特性1406

28.5.4 电学性能1406

28.5.5 生物医学性能1408

28.6 氮化碳薄膜的应用前景1413

28.7 氮化碳薄膜的研究不足1414

参考文献1415

第29章 新型纳米碳材料1424

29.1 引言1424

29.2 富勒烯1425

29.2.1 发展历史1425

29.2.2 C60物理性质与化学性质1426

29.2.3 富勒烯的制备1426

29.2.4 富勒烯的提取与分离1430

29.2.5 富勒烯的应用1430

29.3 碳纳米管1432

29.3.1 碳纳米管的结构1432

29.3.2 碳纳米管的性能1434

29.3.3 碳纳米管的制备1435

29.3.4 碳纳米管的应用1438

29.4 石墨烯1442

29.4.1 石墨烯的结构和形貌1442

29.4.2 石墨烯的性能1444

29.4.3 石墨烯的制备1445

29.4.4 石墨烯的应用1447

29.5 其他新型纳米碳材料1449

29.6 结语1452

参考文献1452

附录 缩略语1460

索引1467