一些年來，薄膜金剛石涂層已在一定程度上實現(xiàn)了批量生產(chǎn)。這種涂層的可用性變得更為普通。并且價格降低時，它們將有許多應用領域。根據(jù)這些情況，預計將有幾億美元的市場潛力。

應用都利用了金剛石的下述特殊性質(zhì)：

①在所有已知材料中具有*高的硬度;

②*高的熱傳導性;

③極好的電絕緣;

④可與PTFE相比擬的很低的摩擦系數(shù);

⑤只要不是對鐵和不是處于高溫之下。它都具有化學穩(wěn)定性;

⑥從225nm到遠紅外區(qū)的光學透明度。

可能利用金剛石薄膜的眾多的領域是：

①用作非鐵金屬和諸如鋁鈦臺金、黃銅、銅、石墨、鎢及強化塑料等磨蝕材料的切削工具;

②摩擦應用，倒如拉絲工具和關鍵的磨損部件;

③集成電路的散熱片;

④X射線窗口;

⑤光學磨損保護涂層;

⑥由于它們的剛性強、重量輕，獨立的金剛石薄膜可用于高質(zhì)量的聲學部件(話筒、揚聲器);

⑦利用大的能帶隙、高的載流子遷移率，低的介電常數(shù)、高溫特性和高導熱性的半導體器件。

目前可甩于制造金剛石薄膜的*重要的一些技術均采用同一簡單原理。它們使用了氫與1%碳氫化臺物(甲烷或乙炔)的混合氣體。碳被沉積在熱的基體上。氫分子被離解，它選擇性地蝕刻已沉積的碳膜里的SP2鏈(氧也有同樣的作用)，并防止在表面上由于懸空鏈的飽和而再生成石墨鍵。

可利用以下不同的方法使氫離解：

①利用熱絲或熱化學火焰的加熱;

②利用rf或dc等離子體噴射;

③使處于微波或ECR(電子回旋共振)等離子體內(nèi);

④利用dc弧放電。

一種利用強流、低壓dc弧來制造金雕石膜的工業(yè)涂敷機由一個頂部有電離室、底部有陽極的圓筒形真空室組成?；w被排列在圍繞弧的圓柱體上。按此方法可容納大量基體。

等離子表面處理——含有金屬的類金剛石碳膜

近來，已認識到，在DLC(類金剛石碳)中，添加金屬可解決如下幾個問題：

①降低在涂層中的應力;

②增強附著力;

③改善機械性能的控和再生性。

Dimigen小組發(fā)明了用于生產(chǎn)DLC的新工藝：濺射等離子體輔助的CVD。dc等離子體和弧放電的利用使該項技術發(fā)展成為適合于大規(guī)模生產(chǎn)含金屬DLC的高效加工工藝。含金屬DLC涂層優(yōu)于純DLC的主要之處是它容易在各種基體上獲得良好的附著力以及韌性。

含金屬DLC涂層可適用于大多數(shù)的基體材料，特別是所有類型的鋼和燒結(jié)的碳化物，甚至陶瓷。在所有這些應用中，附著力從未有過問題。這在很大程度上是由于可采用分級交界面實現(xiàn)從基體到涂層的過渡。

含金屬的DLC涂層比純LCD涂層堅韌得多，因此可將它們用于涉及到基體/涂層的疲勞強度的地方，例如滾動磨損。

由于舍金屬的碳團粒有極好的磨損性能，長期以來，自然將它們用作為工程材料。該材制成薄膜有兩個好處：

①基體/涂層合成物的綜合機械性能可以*佳化;

②可以容易地改變薄膜的機械性能。

在含金屬的DLC涂層中用得*普通的金屬。對于磨損部件來說是鎢，對于裝飾品來說是鈦。對WC/C涂層，所用的金屬含量低于30%。涂層由多層結(jié)構(gòu)組成，它由薄的鉻附著層開始，接著是WC層和含W的DLC層。按應用要求，總的結(jié)構(gòu)厚度在1μm至4μm之間變化。

WC/C涂層的一個非常有用的特性是其納米層式結(jié)構(gòu)，它由具有高的和低的金屬含量的交替層組成。這種結(jié)構(gòu)非常適于抑制系統(tǒng)磨損。其機理尚未完全了解，一個可能的解釋是表面采用了類似鏡面的光潔度，它堅硬而平滑，不磨損對應面。

已有許多例子證明，含金屬的DLC涂層能延長關鍵部件的壽命。雖然涂層實際上不是自潤滑的，但是它們對環(huán)境的不敏感和將低摩擦與低磨損極好的相結(jié)合使它們在那些不得不在無充分潤滑下運行的機械部件上成為有用的材料。