(1)DLC薄膜在機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用 DLC薄膜具有低摩擦系數(shù)、高硬度以及良好的抗磨粒磨損性能和化學(xué)穩(wěn)定性,因而非常適合于制作工具涂層。Murakawa等人用DC-PCVD法在6Mo5Cr4V2 高速鋼上沉積了厚度為0.7μm、硬度為 Hv3500 的 DLC 薄膜,在切削鋁箔時(shí)性能明顯優(yōu)于未鍍 DLC 膜層的刀具。Letington 在刀具上鍍 DLC 薄膜,切削高硅鋁合金時(shí),刀具壽命明顯提高。此外,國外還有人把 DLC薄膜鍍制在剃須刀片上,使刀片變得鋒利,且保護(hù)刀片不受腐蝕,利于清洗和長期使用。美國IBM 公司近年來采用鍍 DIC 薄膜的微型鉆頭,在印刷電路板上鉆微細(xì)的孔,鍍 DLC 薄膜后可使鉆孔速度提高 50%,壽命增加5倍,鉆孔加工成本降低50%。 Murakawa等人在鍍鋅鋼板的沖壓模具上沉積了DLC薄膜,經(jīng)生產(chǎn)使用證明,摻入了鎢的 DLC薄膜可以不用潤滑劑,沖壓后工件表面明顯好于未鍍模具;日本專利在微電子工業(yè)精密沖剪模具的硬質(zhì)合金基體上鍍制 DLC/T、S,可提高模具壽命,并已得到推廣應(yīng)用,其膜層厚度: DLC為1.0~1.2um,T和Si為0.4um,硬度可達(dá) 4000~4500Hv。在汽車發(fā)動機(jī)部件、板材、釘子等易損機(jī)械零件上沉積DLC薄膜也獲得了成功,摩擦系數(shù)為0.14。德國Fraunhofer 研究所在 DLC 薄膜的研制與開發(fā)方面成績比較突出,他們在模具和汽車曲軸上沉積 DLC 薄膜,增加其使用壽命。目前,國內(nèi)已有廠家在手表玻璃表面、眼鏡的玻璃鏡片和樹脂鏡片上沉積透明耐磨的 DLC保護(hù)膜。 (2)DLC薄膜在聲學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 電聲領(lǐng)域是 DLC薄膜最早的應(yīng)用領(lǐng)域,主要是揚(yáng)聲器的振動膜。1986年日本住友公司在鈦膜上沉積 DLC 薄膜,生產(chǎn)高頻揚(yáng)聲器,高頻響應(yīng)達(dá)到30kHz;隨后,愛華公司推出含有 DLC薄膜的小型高保真耳機(jī),頻率響應(yīng)范圍為10~30000Hz;先鋒公司和健伍公司也推出了鍍有DLC薄膜的高檔音箱。廣州有色金屬研究院材料表面工程中心的袁鎮(zhèn)海教授等人用陰極電弧法沉積的DLC/T 復(fù)合揚(yáng)聲器振膜,組裝的揚(yáng)聲器的高頻響應(yīng)達(dá)30kHz以上,他們在高保真類金剛石/鈦復(fù)合揚(yáng)聲器振膜與揚(yáng)聲器開發(fā)方面取得了很好的成果。

透明導(dǎo)電金屬薄膜的基本特性 金、銀、銅、鉑等金屬薄膜在可見光和紅外波段都具有良好的反射性,這主要是由于其自由載流子的濃度約為1020個(gè)/立方厘米,可使金屬的等離子體頻率落在近紫外光區(qū),所以其在可見光區(qū)是不透明的。如果要增加其在可見光范圍內(nèi)的透明度,同時(shí)又要保持其在紅外波段的高反射性,就必須將這些金屬薄膜的厚度制備得極薄。當(dāng)金屬薄膜的厚度減小至 20nm 以下時(shí),對光的反射和吸收都會減小,此時(shí)的金屬薄膜才具有較好的透光性。透光性越好的薄膜,其導(dǎo)電性就越差,所以必須將透明導(dǎo)電金屬薄膜的厚度控制在3~15nm 之間。理論上,金屬薄膜可以成為良好的透明導(dǎo)電薄膜,但是,在實(shí)際制備厚度小于 10nm 的金屬薄膜時(shí),極易形成島狀結(jié)構(gòu),使薄膜的電陽率明顯提高。而目,當(dāng)這種島狀結(jié)構(gòu)嚴(yán)重時(shí),還會使相當(dāng)一部分人射光散射掉,從而影響薄膜的透射率。在利用等離子體輔助技術(shù)制備薄膜時(shí),為了避免出現(xiàn)島狀結(jié)構(gòu),并得到電阻率較低的金屬薄膜,可以在基底表面加偏壓,用離子或電子來轟擊基底表面,或在基底表面與金屬薄膜之間鍍土一層氧化物過渡層。雖然通過這些方法可以沉積出較薄目連續(xù)的金屬薄膜,但是,此時(shí)金屬薄膜的電阻率仍然受表面效應(yīng)和雜質(zhì)的影響,因此,制備透明導(dǎo)電金屬薄膜具有相當(dāng)大的難度。此外,大多數(shù)金屬薄膜與玻璃基底之間的結(jié)合力都較差。總之,透明導(dǎo)電金屬薄膜既有透光性不足,強(qiáng)度較低和附著力較差的缺點(diǎn),也有沉積溫度低和易制備出低電阻薄膜的優(yōu)點(diǎn)。

（1）金剛石的力學(xué)性能及應(yīng)用 依靠很強(qiáng)的化學(xué)鍵結(jié)合形成的金剛石具有特殊的力學(xué)和彈性性質(zhì)。金剛石的硬度、密度、熱導(dǎo)率都是已知材料中最高的。在所有的材料中，金剛石的彈性模量也是最大的。金剛石薄膜的摩擦系數(shù)僅為 0.05。此外，金剛石具有最高的熱導(dǎo)率，如果金剛石薄膜采用純碳同位素制備，則其熱導(dǎo)率將增加5倍以上。采用碳的同位素制備金剛石主要是為了減小金剛石的聲子散射。作為超硬材料，金剛石薄膜是很好的涂層材料，可以涂覆在刀具、模具表面，顯著提高其表面強(qiáng)度增加其使用壽命。金剛石薄膜的摩擦系數(shù)低，熱導(dǎo)率高，可用于字航用高速軸承。金剛石薄膜的高熱導(dǎo)率、低摩擦系數(shù)和良好的透光性也使其常作為導(dǎo)彈的整流罩材料。 （2）金剛石的熱學(xué)性能及應(yīng)用 現(xiàn)在，人造金剛石薄膜的熱導(dǎo)率已基本接近天然金剛石的熱導(dǎo)率。由于金剛石的熱導(dǎo)率高電阻率高，因而可作為集成電路基片的絕緣層，以及固體激光器的導(dǎo)熱絕緣層。此外，金剛石的熱導(dǎo)率高，熱容小，尤其是在高溫時(shí)散熱效果顯著，是散熱極好的熱沉材料。隨著高熱導(dǎo)率金剛石薄膜沉積技術(shù)的發(fā)展，已使金剛石薄膜熱沉積在大功率激光器、微波器件和集成電路上的應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。 但是，人造金剛石薄膜由于制備工藝不同，其性能也有較大的差異。如熱輸運(yùn)性質(zhì)，主要表現(xiàn)為熱擴(kuò)散率和熱導(dǎo)率差別較大。另外，人造金剛石薄膜呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的各向異性，同樣的膜厚平行于薄膜表面的熱導(dǎo)率明顯小于垂直于薄膜表面的熱導(dǎo)率。這些都是由于成膜過程中控制參數(shù)的不同而引起的。由此可見，金剛石薄膜的制備工藝還有待于進(jìn)一步完善，以使其優(yōu)異的性能得到更廣泛的應(yīng)用。

到目前為止，太陽能電池已經(jīng)發(fā)展到了第三代，其中，第一代是單晶硅太陽能電池，第二代是非晶硅和多晶硅太陽能電池，第三代是以銅鋼鎵硒(CIGS)為代表的薄膜化合物太陽能電池。 按制備電池采用材料的不同，太陽能電池又可以細(xì)分為以下幾種。 (1)硅基太陽能電池 硅基太陽能電池分為單晶硅太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池3種。 單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率為23%規(guī)模，生產(chǎn)時(shí)的效率為15%，在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位。但由于單晶硅成本高，大幅度降低其成本很困難，為了節(jié)省硅材料，發(fā)展了多品硅薄膜和非晶硅薄膜作為單晶硅太陽能電池的替代產(chǎn)品。 多晶硅薄膜太陽能電池與單晶硅太陽能電池比較，成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜太陽能電池，其實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率為18%，工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為10%。因此，多晶硅薄膜太陽能電池不久將會在太陽能電池市場上占據(jù)主導(dǎo)地位。 非晶硅薄膜太陽能電池成本低、重量輕，轉(zhuǎn)換效率較高，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的潛力。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。如果能進(jìn)一步解決穩(wěn)定性問題并提高轉(zhuǎn)換率，那么非晶硅大陽能電池?zé)o疑是太陽能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之