【正文】 超硬度和超模量效應(yīng) 與涂層的 組成材料、調(diào)制周期（ λ）、及層之間的界面 等有關(guān) 超硬薄膜的納米多層化還 顯著改善薄膜的韌性和抗裂紋擴展能力 形成超硬度的條件： ? 自發(fā)形成穩(wěn)定、規(guī)則的納米結(jié)構(gòu) ? 第二相的厚度為單層 ? 沉積氣氛的氮勢高 ? 沉積溫度高 ? 雜質(zhì)含量足夠低 離子鍍 應(yīng)用 納米復(fù)合膜的主要應(yīng)用實例 納米多層膜鉆頭 納米復(fù)合膜鉆頭 納米多層膜鉆頭切削試驗 ? 應(yīng)用范圍： 可制備單一氧化物、復(fù)雜氧化物、碳化物、金屬微粉。 b. 電子轟擊法：將電子集中轟擊蒸發(fā)材料的一部分而進行加熱。 缺點：蒸發(fā)源材料與蒸鍍材料易形成化合物或合金。 為了滿足這些要求，刀具材料獲得了迅速發(fā)展：（ 1）超硬顆粒硬質(zhì)合金材料提高了其硬度和耐磨性；（ 2）陶瓷和金屬陶瓷刀具材料的發(fā)展明顯改善了其強度和韌性；（ 3）新型涂層材料及制備工藝使涂層的韌性和耐磨性得到顯著提高，其中 納米結(jié)構(gòu)超硬薄膜引人關(guān)注 。 化學(xué)氣相沉積 Chemical Vapor Deposition (CVD) ? 熱分解反應(yīng) ? SiH4 Si+2H2 (650℃) ? 還原反應(yīng) ? SiCl4+2H2 Si+4HCl(1200℃) ? 氧化反應(yīng) ? SiH4+O2 SiO2+2H2 (450℃) ? 形成化合物 ? SiCl4+CH4 SiC+4HCl(1400℃) 化學(xué)反應(yīng)類型 化學(xué)氣相沉積 Chemical Vapor Deposition (CVD) 1. 進氣口 2. 燈絲列 3. 燈絲電源 4. 基體 5. 試樣臺 6. 偏壓電源 7. 冷卻水 8. 熱電偶 9. 真空泵 熱絲化學(xué)氣相沉積原理 化學(xué)氣相沉積 Chemical Vapor Deposition (CVD) ? 優(yōu)異的性能 ? 高硬度 ? 高彈性模量 ? 低摩擦系數(shù) ? 高熱導(dǎo) ? 高絕緣 ? 寬能隙和高的載流子遷移率 ? 高的光學(xué)透過率 ? 良好的化學(xué)穩(wěn)定性 金剛石薄膜 化學(xué)氣相沉積 Chemical Vapor Deposition (CVD) 納米金剛石薄膜 硬度和彈性模量與天然金剛石單晶接近，且表面極其光滑平整，光學(xué)透過率高，摩擦系數(shù)極低（大大低于普通的微米晶粒金剛石膜） 具有高的韌性和場發(fā)射電壓，預(yù)計在 工具涂層、光學(xué)涂層、微機電系統(tǒng)、高性能大屏幕顯示、半導(dǎo)體功率器件的金剛石封裝 等一系列高技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域會有十分光明的市場前景。 ? 2玻璃形成階段（ 10001250℃ ） 低共熔混合物開始熔化，隨間溫度升高，硅酸鹽和剩余石英砂?；ト?，直到石英砂顆粒完全熔化。如：聚乙烯，聚甲基丙烯甲酯（有機玻璃），聚氯乙烯。 ? 缺點： (1)單體濃度低，反應(yīng)慢，生產(chǎn)能力低。 乳液聚合 特點： 1以水為介質(zhì)，熱量易排除，溫度較低，易控制。 2均勻沉淀法 定義： 控制反應(yīng)條件，從而控制反應(yīng)速度，使沉淀反應(yīng)緩慢而均勻的進行。 ? 3高純度：醇鹽原料易于提純，且反應(yīng)溶液與容器不易發(fā)生反應(yīng)（低溫）保證了純度高。 3冷凍干燥法 —— 金屬鹽溶液在較低溫度下噴霧生成小液滴，小液滴在較短的時間內(nèi)急速冷凍，接著在迅速減壓條件下加熱，使水升華，生成小的鹽粒。金屬為 ()Tm 、鹽類為 、硅酸鹽為 ()Tm 固相法 高溫燒結(jié)法 自蔓延高溫合成法 固相縮聚 熱分解法 ? 燒結(jié) 是一種合成加工方法。 反應(yīng)過程與升溫速度及窯內(nèi)氣氛密切相關(guān)。 ? 反應(yīng)可以在真空或惰性氣體的環(huán)境里進行。 ? 6．什么是固相反應(yīng)？ ? 7．什么是高溫燒結(jié)？其推動力是什么？ ? 8．簡述普通陶瓷的燒結(jié)過程。 ? 原理：是利用反應(yīng)本身放出的熱量維持反應(yīng)的繼續(xù)（必須是高放熱反應(yīng)）一旦被引發(fā)，就不再需要外加熱源，并以燃燒波的形式通過反應(yīng)混合物，并隨著燃燒波的前進，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。 高溫燒結(jié)法 經(jīng)典的燒結(jié)過程是陶瓷燒成 典型的燒結(jié)是陶瓷的燒成，一般將其過程分為四個階段 : A. 低溫階段（室溫 300℃ ） ? 1排除水分（一般是吸附水） ? 2固體顆?？繑n， ? 3坯體產(chǎn)生少量收縮。 ? 固相反應(yīng)開始溫度：一般低于反應(yīng)物的熔融溫度或系統(tǒng)的低共熔溫度。 水熱法 在水溶液中或大量水蒸氣存在下，以高溫高壓或高溫常壓所進行的化學(xué)反應(yīng)過程。 （室溫下制備）在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近可轉(zhuǎn)化為玻璃體。 ? 可制備含有兩種金屬元素的復(fù)合氧化物超細粉末。加分散劑是因為單體液滴轉(zhuǎn)變?yōu)楦叻肿踊衔锕腆w顆粒中間經(jīng)過高分子化合物－單體粘性粒子階段，防粘結(jié)。 ：單體和引發(fā)劑與適當?shù)娜軇┲羞M行的聚合 制備高分子化合物的 溶液聚合 、 溶液縮聚 是溶液法的典型例子。設(shè)備簡單，操作方便，但應(yīng)力大。 ? 物理反應(yīng) ：低共熔物的生成 、組分之間的互溶。 ? CVD的機理相對于 PVD較復(fù)雜 ，涉及反應(yīng)化學(xué)、勢力學(xué)、動力學(xué)、轉(zhuǎn)移機理、膜生長、和反應(yīng)工程等內(nèi)容。 是將蒸發(fā)了的金屬原子 在等離子體中離子化 后，在基體材料上析出薄膜。當多種元素蒸鍍時， 可得一定配比的 合金薄膜 。 因此，制作預(yù)定組成的合金薄膜時，常利用 閃蒸蒸鍍法 ：使合金粉末的一個一個顆粒在一瞬間完全蒸發(fā)。 ? 具體操作 ：真空容器中，加熱蒸發(fā)原料，使其凝聚在基板或鐘罩壁上。 ? 流化床內(nèi)的氣固混合物分為兩相：乳化相（高溫相）和氣泡相（低溫相）。化學(xué)組成趨向一致，條紋和熱不均勻性消除。 ? 特點 ：不用溶劑或介質(zhì)，副反應(yīng)很少 。 ? 常用于：氯乙烯、