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(guò)程中控制參數(shù)的不同而引起的。由此可見(jiàn)，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。

    （3）金剛石薄膜的電學(xué)性能及應(yīng)用

    金剛石還具有禁帶寬、載流子遷移率高、熱導(dǎo)性好、飽和電子漂移速度高、介電常數(shù)小，擊穿電壓高及電子空穴遷移率大等特點(diǎn)，其擊穿電壓比Si和GaAs要高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，電子、空穴遷移率比單晶硅CA:還要商很多。金剛石薄膜可作為寬帶瞭的半導(dǎo)體材料。目前已成功研側(cè)出了金剛有硅（效應(yīng)品體營(yíng)和邏特電路，這些器件可在600℃以下正常工作，在耐高溫半導(dǎo)體器件中具有大的應(yīng)用前景。因?yàn)榻饎偸膸秾?，其可用于藍(lán)光發(fā)射、紫外光探測(cè)，以及低漏電器件。

    （4）金剛石薄膜的光學(xué)性能及應(yīng)用

    金剛石具有優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì)，除了在3~5μm內(nèi)存在微小的吸收峰（聲子振動(dòng)引起的），從外（225nm）到遠(yuǎn)紅外（25μm）整個(gè)波段范圍內(nèi)，金剛石都具有高的透射率，是大功率紅外激光器和探測(cè)器的理想窗口材料。金剛石在紅外波段的光學(xué)透明性，使其成為制作高密度、防腐前裝經(jīng)外光學(xué)窗曰的理想材料，可用于導(dǎo)彈攔截的紅外窗曰。此外，金剛石的折射率高，可作為太陽(yáng)的電池的減反射薄膜。雷達(dá)波穿透金剛石薄膜不易失真，利用這一特性可以將其用作雷達(dá)罩，飛和導(dǎo)彈在超音速飛行時(shí)，頭部錐形的雷達(dá)無(wú)法承受高溫，且難以耐高速雨點(diǎn)和塵埃的擅擊，用。剛石制作成雷達(dá)罩，不僅散熱快，耐磨性好，還可以解決雷達(dá)罩在高速飛行中承受高溫聚變的問(wèn)題。

    （5）金剛石薄膜的其他應(yīng)用

    金剛石薄膜具有高的楊氏模量和彈性模量，便于高頻聲學(xué)波的高保真?zhèn)鬏?，是制作高靈敏的表面聲學(xué)波濾波器的新型材料。金剛石具有高彈性模量以及高的聲音傳播速度，可以做高檔音響的高保真揚(yáng)聲器振動(dòng)膜材料。

    此外，金剛石具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐各種溫度下的非氧化性酸的腐蝕。其主要成分碳，是無(wú)毒害、無(wú)污染，與人體無(wú)排異反應(yīng)的材料。由于金剛石不與人體血液和其他組織液反應(yīng)因此，金剛石還是理想的醫(yī)學(xué)生物植入材料，可以用來(lái)制作人工心臟瓣膜等。

——本文由真空鍍膜設(shè)備廠家廣東振華發(fā)布