Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.化学气相沉积( chemical vapor deposition ,简称(CVD)) 是近几十年来迅速发展起来的材料表面改性技术,它是利用气相之间的反应,在各种材料或制品表面沉积一层薄膜,赋予材料表面一些特殊的性能。它可以提高材料 抵御环境作用的能力,如提高材料表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性;它还可以赋予材料某些功能特性,包括光、电、磁、热、声等各种物理和化学性能。因此,化学 气相沉积制膜技术被广泛应用于机械制造工业、冶金工业、光学工业、半导体工业等领域。
化学气相沉积膜层致密,和基体结合牢固,某些特殊膜层具有优异的光学、热学和电学性能。此外,化学气相沉积绕镀性好,膜厚比较均匀,膜层质量稳定,易于实现批量生产,因此，CVD 制膜技术得到了广泛的应用。
在切削工具方面的应用
在 刀具的表面沉积上涂层,可以使刀具的使用寿命延长2～10倍,切削速度提高 20～100 % ,进给量增加20～200%。因此,刀具表面化学气相沉积薄膜技术被称为“刀具革命”。用CVD 涂覆刀具能有效地控制车、铣和钻孔过程中出现的磨损,车床用的转位刀片、铣刀、刮刀、拉刀、绞刀、丝锥和整体钻头等,应用了硬质合金刀具和高速钢刀具,使 用的涂层为高耐磨性的碳化物、氮化物、碳氮化合物、氧化物和硼化物等涂层。为了提高涂层刀具的使用性能,除单涂层外,近年来还发展了双涂层及多涂层的复合 涂层刀片。常见的双涂层有TiC - TiN、TiC - Al2O3 等涂层。这些相互结合的涂层改善了涂层的结合强度和韧性,提高了耐磨性。随着化学气相沉积金刚石薄膜技术的研究与发展,CVD 金刚石薄膜（CVDD) 也被用于刀具中。金刚石具有硬度高、耐磨性好、导热性好、热膨胀系数低和化学惰性等优良特性,是制造刀具的理想材料。利用化学气相沉积法沉积的金刚石薄 膜,具有接近天然金刚石的性能。
模具方面的应用
金属材料在成型时会产生高的机械应力和物理应力。CVD 的涂层作为表面保护层时,由于其与基体的结合力好,硬度高,耐磨性好,且有弹性,很少出现裂纹和剥落现象,并具有一定的润滑能力,所以能够显著地降低所产 生的磨损。目前,CVD 已经应用到凹模、凸模、拉模环、扩孔芯棒和深孔模中。与未经涂覆的模具相比,涂覆有CVD 的涂层的模具,寿命可提高几倍甚至几十倍。
在半导体工业中的应用
随着半导体工业的发展,薄膜材料在半导体工业中也有着广 泛的用途,如可以用作栅电极、多层布线的层间绝缘膜、金属布线、电阻以及散热材料等。采用超高真空(UHV) / 紫外光( HV) 能量辅助化学气相沉积工艺生长的SiGe/ Si 材料以其超高速、低成本的优势,向传统的Si和GaAs 技术形成强烈的挑战。利用UHV/UV/ CVD 工艺可在低温下得到SiGe 材料,避免了传统工艺因高温而造成的晶片翘曲、损坏金属布线等曲线,生成的SiGe 单晶薄膜表面平坦光滑,断面均匀。在超大规模集成电路制作中,化学气相沉积还可以用来沉积多晶硅膜、钨膜、铝膜、金属硅化物、氧化硅膜以及氮化硅膜等。
在其它方面的应用
除 以上方面以外,化学气相沉积制膜技术还应用在耐磨机械零件方面，目前正在研究和应用的缸体和螺旋桨的TiC涂层,钟表轴承的B涂层,滚珠轴承的TiC、 Si3N4涂层等材料，它们耐磨性好、摩擦系数低、与基体的粘附性好。在耐氧化、耐腐蚀方面,SiC、Si3N4 、MoSi2等硅系化合物是很重要的高温耐氧化涂层,这些涂层在表面上生成致密的SiO2薄膜,起着阻止氧化的作用,在1400～1600℃下能耐氧化。 Mo和W的CVD涂层也具有优异的高温耐腐蚀性能,因此可应用于涡轮叶片、火箭发动机喷嘴、煤炭液化和汽化设备、粉末鼓风机喷嘴等设备零件上。在光学领域 中,金刚石薄膜被称为未来的光学材料,它具有波段透明和极其优异的抗热冲击、抗辐射能力,可用作大功率激光器的窗口材料,导弹和航空、航天装置的球罩材料 等。金刚石薄膜还是优良的紫外敏感材料。此外,化学气相沉积还可以用来制备高纯难熔金属、晶须以及无定型或玻璃态材料如硼硅玻璃、磷硅玻璃等。
化 学气相沉积作为一种非常有效的材料表面改性方法,在很多领域得到应用,它提高了材料的使用寿命,节省了大量的材料,为社会带来了显著的经济效益。随着化学 气相沉积技术的发展,化学气相沉积的应用领域越来越广阔,除了在材料的表面改性方面以外,在半导体工业、光学工业、声学工业以及新材料制备等领域,化学气 相沉积也将大有作为,发挥更大的作用
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