Толщина CVD алмазных покрытий может значительно варьироваться - от 10 нанометров до более 200 микрометров, в зависимости от области применения и конкретных условий процесса осаждения. Изначально, из-за менее сложных процедур засева и нуклеации, покрытия были довольно толстыми, часто превышая 1 микрометр. Однако прогресс в технологии и понимании позволил синтезировать гораздо более тонкие покрытия, причем для сплошного покрытия на неалмазных подложках требуется не менее 100 нанометров. Для таких специфических применений, как концевые фрезы с алмазным покрытием CVD, типичная толщина составляет от 8 до 10 микрон.
Подробное объяснение:
-
Начальная толщина и ограничения:
-
На ранних стадиях исследований алмазных пленок покрытия были довольно толстыми, часто более 1 микрометра. Это было связано в первую очередь с неадекватными методами засева и нуклеации, которые не позволяли точно контролировать процесс осаждения. Отсутствие понимания предварительной обработки и методов улучшения нуклеации также способствовало необходимости создания более толстых покрытий для получения непрерывной пленки.Прогресс и более тонкие покрытия:
-
По мере развития исследований были достигнуты значительные улучшения в синтезе алмазных тонких пленок. Эти усовершенствования позволили уменьшить толщину пленки примерно до 10 нанометров. Однако для сплошного покрытия на неалмазных подложках обычно требуется минимальная толщина в 100 нанометров. Это связано с низкой плотностью зарождения алмаза на чужих подложках и трехмерной схемой роста (модель Вольмера-Вебера) алмазных пленок, которая начинается с изолированных алмазных островков.
-
Усиление нуклеации:
Для решения проблемы низкой плотности зарождения были разработаны различные методы предварительной обработки для улучшения зарождения алмазных пленок на неалмазных подложках. Эти методы крайне важны для получения более тонких покрытий без отверстий. Междисциплинарное сотрудничество между учеными из разных областей сыграло важную роль в этих достижениях, что привело к созданию ультратонких алмазных покрытий и расширению областей их применения.
Конкретные области применения и толщина:
