首饰制作课程设计
首饰打造教学设计方案

一、教学目标1. 知识目标:- 了解首饰制作的基本原理和工艺流程。
- 掌握首饰设计的基本原则和技巧。
- 熟悉常用首饰材料的特性和加工方法。
2. 技能目标:- 能够独立完成简单的首饰设计。
- 掌握首饰制作的基本工具和操作方法。
- 学会首饰的镶嵌、焊接、打磨等基本工艺。
3. 情感目标:- 培养学生对首饰艺术的兴趣和审美能力。
- 增强学生的动手能力和创新意识。
- 培养学生的团队协作精神和耐心细致的工作态度。
二、教学内容1. 首饰设计基础- 首饰设计的基本原则- 首饰设计的创意来源- 首饰设计的表现手法2. 首饰材料与工艺- 常用首饰材料的特性- 首饰制作的基本工具- 首饰制作的基本工艺(如镶嵌、焊接、打磨等)3. 首饰制作实践- 设计一款简单的首饰- 制作首饰的步骤与技巧- 完成作品并进行展示三、教学方法1. 讲授法:教师通过讲解首饰设计的基本原理和工艺流程,使学生掌握相关知识。
2. 演示法:教师现场演示首饰制作的过程,使学生直观了解操作步骤。
3. 练习法:学生在教师指导下进行首饰制作实践,巩固所学知识。
4. 案例分析法:通过分析优秀首饰作品,提高学生的审美能力和创意思维。
5. 小组讨论法:学生分组讨论首饰设计,培养团队协作精神。
四、教学过程1. 导入新课- 教师简要介绍首饰艺术的发展历程和现状,激发学生学习兴趣。
2. 讲解首饰设计基础- 讲解首饰设计的基本原则、创意来源和表现手法。
3. 讲解首饰材料与工艺- 讲解常用首饰材料的特性和加工方法,介绍首饰制作的基本工具。
4. 演示首饰制作过程- 教师现场演示首饰制作的基本工艺,如镶嵌、焊接、打磨等。
5. 学生实践- 学生分组进行首饰制作实践,教师巡回指导。
6. 作品展示与评价- 学生展示自己的作品,教师和同学进行评价。
7. 总结与反思- 教师总结本次课程内容,引导学生进行反思。
五、教学评价1. 学生评价:通过作品展示和课堂表现,评价学生的首饰制作技能和设计能力。
手作首饰培训课程设计

手作首饰培训课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够掌握手作首饰的基本知识,包括不同材料的特性、工具的使用方法以及首饰设计的基本原则。
2. 学生能够了解并描述各种首饰风格和流派,认识首饰在历史文化中的地位和意义。
3. 学生能掌握至少三种不同的手作首饰技巧,并能够运用到实际制作中。
技能目标:1. 学生能够运用创意思维设计并制作出具有个人特色的首饰作品。
2. 学生能够熟练使用各种手作首饰工具,掌握安全操作规范,提高制作效率。
3. 学生能够通过团队协作,共同完成复杂的手作首饰项目。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对传统手工艺的尊重和热爱,增强民族自豪感。
2. 培养学生善于观察、勇于创新的品质,激发学生对艺术创作的热情。
3. 培养学生珍惜劳动成果,养成良好的环保意识和审美观念。
本课程针对初中生设计,注重理论与实践相结合,充分考虑学生的年龄特点、兴趣爱好和动手能力。
通过课程学习,使学生能够在掌握基本知识、技能的基础上,发挥创意,提高审美素养,培养良好的团队协作精神,为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容分为四大模块,分别为基础知识、技巧训练、创作实践和作品欣赏。
1. 基础知识:- 介绍首饰的材料分类,如金属、宝石、塑料等;- 首饰设计的基本原则,如色彩、形状、比例等;- 首饰在历史文化中的地位和意义。
2. 技巧训练:- 工具的使用方法,如钳子、锉刀、剪刀等;- 常见手作首饰技巧,如编织、焊接、镶嵌等;- 安全操作规范及注意事项。
3. 创作实践:- 设计并制作个人首饰作品,运用所学技巧和知识;- 团队合作完成复杂首饰项目,提高团队协作能力;- 创作过程中注重环保意识和审美观念的培养。
4. 作品欣赏:- 欣赏不同风格、流派的首饰作品,提高审美能力;- 分析优秀作品的设计理念,激发创新思维;- 了解首饰艺术在国内外的发展趋势。
教学内容依据课程目标和教学要求进行安排,注重科学性和系统性。
中学首饰设计课程设计

中学首饰设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握首饰设计的基本概念、分类和设计流程。
2. 使学生了解首饰设计中的色彩、形状、材质等元素及其搭配原则。
3. 帮助学生了解首饰设计的历史、文化背景及其在现代社会中的应用。
技能目标:1. 培养学生运用绘画、手工等技能进行首饰设计的基本能力。
2. 培养学生运用创意思维和审美观念,独立完成首饰设计方案。
3. 培养学生运用所学知识分析和评价首饰设计作品。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对首饰设计的兴趣,激发创新精神和实践能力。
2. 培养学生关注传统文化和现代审美,提高审美素养。
3. 引导学生关注环保、可持续发展的理念,在设计过程中体现社会责任。
课程性质:本课程为中学美术课程,注重培养学生的实践能力、创新精神和审美素养。
学生特点:中学生具有一定的美术基础和创新能力,对新鲜事物充满好奇,但需进一步引导和激发。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调实践操作和创意发挥,提高学生的综合素养。
在教学过程中,关注学生的学习进度和需求,及时调整教学策略,确保课程目标的实现。
通过本课程的学习,使学生能够掌握首饰设计的基本知识和技能,培养审美情趣,提高个人综合素质。
二、教学内容1. 首饰设计基础知识:- 首饰的定义、分类及其功能- 首饰设计的基本流程和技巧- 首饰设计中的色彩、形状、材质等元素2. 首饰设计技能培养:- 绘画技巧:线条、草图、色彩搭配- 手工制作:基础工艺、材料运用- 设计软件应用:基础操作、设计实践3. 首饰设计案例分析:- 国内外经典首饰设计作品欣赏与分析- 现代首饰设计趋势及创新手法- 传统文化在首饰设计中的应用4. 首饰设计实践:- 学生自主设计:创意构思、草图绘制、制作过程- 小组合作设计:分工协作、讨论交流、成果展示- 作品评价与修改:自评、互评、教师评价教学大纲安排:第一课时:首饰设计基础知识学习第二课时:首饰设计技能培养(绘画技巧、手工制作)第三课时:首饰设计技能培养(设计软件应用)第四课时:首饰设计案例分析第五课时:首饰设计实践(学生自主设计)第六课时:首饰设计实践(小组合作设计)第七课时:作品评价与修改教学内容关联教材章节:本教学内容与教材中关于首饰设计的相关章节紧密关联,涵盖了基础知识、技能培养、案例分析等方面,旨在帮助学生全面掌握首饰设计相关知识,提高实践能力。
首饰成型课程设计案例范文

首饰成型课程设计案例范文一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握首饰设计的基本概念,包括首饰的种类、材质及制作工艺。
2. 学生能够了解首饰成型过程中所需的工具与材料,并掌握其使用方法。
3. 学生能够描述并分析不同首饰风格的特点,了解其历史文化背景。
技能目标:1. 学生能够运用创意思维,设计出具有独特风格的首饰作品。
2. 学生能够运用所学知识,动手制作出精美的首饰成品。
3. 学生能够通过团队协作,完成首饰成型项目,提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对首饰艺术的兴趣和热爱,提高审美素养。
2. 学生在学习过程中,培养耐心、细致、严谨的工作态度。
3. 学生能够关注环保和可持续发展,将绿色设计理念融入首饰创作。
课程性质:本课程为实践性、创意性强的课程,旨在培养学生的动手能力、创新思维和审美情趣。
学生特点:初中年级学生,具有一定的手工制作基础,好奇心强,喜欢尝试新鲜事物。
教学要求:注重实践操作,鼓励学生创新,关注学生的个性化发展,提高学生的团队协作能力。
通过课程目标的分解,使学生在学习过程中达到预期的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 首饰设计基础知识:包括首饰的种类、材质、制作工艺,让学生对首饰设计有全面的了解。
- 教材章节:第一章《首饰概述》- 内容列举:首饰的定义、分类、制作工艺介绍2. 首饰设计工具与材料:介绍首饰制作过程中所需的工具、材料及其特点。
- 教材章节:第二章《首饰制作工具与材料》- 内容列举:各种首饰制作工具的使用方法、不同材料的性能及选用3. 首饰设计风格与历史文化:让学生了解不同风格的首饰特点及其历史文化背景。
- 教材章节:第三章《首饰风格与历史文化》- 内容列举:古代首饰、现代首饰、民族首饰的风格特点及历史文化分析4. 创意首饰设计实践:教授学生如何运用创意思维,设计出具有独特风格的首饰作品。
- 教材章节:第四章《首饰设计实践》- 内容列举:设计方法、创意构思、草图绘制5. 首饰制作工艺实践:让学生动手制作首饰成品,掌握制作工艺。
珠宝首饰设计制作课程

珠宝首饰设计制作课程1. 课程简介珠宝首饰设计制作课程是一门专注于培养学生珠宝设计与制作技能的实践性课程。
通过该课程,学生将学习珠宝首饰的设计原理、材料选择、制作工艺以及市场营销等相关知识和技能。
本课程旨在培养学生独立思考和创新能力,使他们能够设计并制作出独具个性和创意的珠宝首饰作品。
2. 课程目标本课程的主要目标是让学生掌握以下技能和知识: - 珠宝设计原理:学习珠宝设计的基本原理,包括比例、平衡、对称等概念。
- 材料选择:了解不同材料的特点和应用,包括贵金属、宝石、有机材料等。
- 制作工艺:掌握珠宝首饰的基本制作工艺,包括切割、雕刻、镶嵌等。
- 市场营销:了解珠宝市场的需求和趋势,学习如何将设计作品推向市场。
3. 课程内容3.1 珠宝设计理论•珠宝设计的基本原理:比例、平衡、对称等•色彩搭配与情感表达•珠宝款式分类与风格特点3.2 材料选择与应用•贵金属:黄金、白金、银等•宝石:钻石、红宝石、蓝宝石等•有机材料:珍珠、琥珀、象牙等3.3 制作工艺与技巧•切割与打磨技巧•雕刻与镶嵌技术•烧制和铸造工艺3.4 设计实践与创新•设计思维和创意激发•手绘和CAD辅助设计•原型制作与改进3.5 市场营销与展示技巧•市场调研和竞争分析•销售渠道选择和推广策略•展示技巧和品牌建设4. 教学方法与评估方式本课程采用多种教学方法,包括讲座、案例分析、实践操作和小组讨论等。
学生将通过参与实际项目和作业来巩固所学知识,并通过课堂展示和作品评估来评估学习成果。
5. 学习资源与设施为了提供更好的学习体验,本课程将提供以下资源和设施: - 珠宝设计软件和CAD绘图软件 - 实验室设备:切割机、打磨机、雕刻机等 - 图书馆和网络资源:提供相关书籍、期刊和在线教学视频6. 就业前景与发展方向珠宝首饰设计制作行业是一个充满潜力的行业,毕业生可以选择从事以下职业: - 珠宝设计师 - 首饰制作工艺师 - 宝石鉴定师 - 珠宝品牌经理7. 结语珠宝首饰设计制作课程旨在培养学生在珠宝行业中的创造力和技术能力。
高端饰品制作课程设计

高端饰品制作课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握高端饰品的基本概念、分类及制作工艺流程。
2. 学生能了解高端饰品制作中所涉及的材质特点及其应用。
3. 学生能掌握高端饰品制作的工具使用方法及安全操作规范。
技能目标:1. 学生能运用所学的制作工艺,独立完成一件高端饰品的制作。
2. 学生具备一定的创新设计能力,能对高端饰品进行简单的改良和设计。
3. 学生能够运用评价标准对作品进行自评和互评,提高审美鉴赏能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱传统文化,尊重手工艺人,关注高端饰品行业的情感态度。
2. 培养学生细致入微、精益求精的工作态度,提高其团队协作和沟通能力。
3. 培养学生珍惜资源、保护环境,养成绿色环保的制作习惯。
课程性质:本课程为实践性、综合性课程,注重培养学生的动手能力、创新意识和审美情趣。
学生特点:学生具备一定的手工制作基础,对高端饰品制作感兴趣,喜欢动手实践。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调过程性评价,关注学生的全面发展。
通过本课程的学习,使学生达到以上具体的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容分为五大模块:1. 高端饰品概述- 饰品的定义、分类与发展历程- 高端饰品的特征及其市场定位2. 制作工艺与材料- 常用的高端饰品制作工艺(如:镶嵌、焊接、抛光等)- 常见高端饰品材料(如:金银、宝石、珍珠等)的特点及应用3. 工具与设备- 制作高端饰品所需工具的使用方法及安全操作规范- 常用设备的功能及操作流程4. 制作实践- 设计并制作一件高端饰品,掌握整个制作流程- 针对作品进行评价与改进,提高制作技能5. 创新设计与行业发展趋势- 分析高端饰品行业的发展趋势,激发学生创新意识- 教学与实践相结合,引导学生进行简单的设计改良教学内容依据课本章节进行组织,确保科学性和系统性。
教学进度安排合理,理论与实践相结合,使学生在完成课程学习后,能够全面掌握高端饰品制作的相关知识和技能。
手工首饰教学课程设计方案

一、课程背景随着生活水平的提高,人们对生活品质的追求越来越高,手工首饰因其独特的艺术价值和实用性受到越来越多人的喜爱。
为了培养学员的审美能力和动手能力,本课程旨在通过一系列手工首饰制作活动,让学员了解首饰制作的基本流程和技巧,掌握手工首饰的制作方法,提高学员的艺术素养和审美能力。
二、课程目标1. 了解首饰制作的基本流程和材料;2. 掌握手工首饰的基本制作技巧;3. 培养学员的审美能力和创新意识;4. 提高学员的动手能力和实践能力;5. 激发学员对生活美学的热爱。
三、课程内容1. 第一周:首饰制作基础理论(1)首饰制作的历史与发展;(2)首饰制作的材料及工具;(3)首饰设计的理念与方法。
2. 第二周:基础制作技巧(1)基础线条的绘制与连接;(2)金属材料的加工与焊接;(3)宝石的镶嵌与固定。
3. 第三周:饰品设计与应用(1)饰品设计的创意灵感来源;(2)饰品设计的风格与特点;(3)饰品在实际生活中的应用。
4. 第四周:作品制作与展示(1)学员分组进行饰品设计;(2)指导老师点评与指导;(3)作品展示与交流。
四、教学方法1. 讲授法:通过讲解首饰制作的基本理论、材料、工具和设计理念,使学员对首饰制作有初步的认识。
2. 实践法:通过动手制作,让学员亲身体验首饰制作的乐趣,提高学员的动手能力和实践能力。
3. 案例分析法:通过分析优秀首饰作品,激发学员的创意灵感,提高学员的审美能力。
4. 小组讨论法:通过分组讨论,让学员相互交流学习心得,共同提高。
五、课程评价1. 课堂表现:学员在课堂上的参与度、提问和回答问题的情况。
2. 实践成果:学员完成的作品质量、创新性和实用性。
3. 学习态度:学员对待学习的认真程度、学习过程中的态度。
4. 自我评价:学员对自己在课程中的表现进行自我评价。
六、课程安排1. 课程总时长:8周,每周2课时。
2. 课程时间:每周六上午9:00-11:00。
3. 课程地点:学校艺术教室。
通过本课程的学习,学员将能够掌握手工首饰制作的基本技巧,提高审美能力,培养创新意识,为今后的生活增添一份独特的艺术气息。
首饰制作教案目标

首饰制作教案目标教案标题:首饰制作教案目标教案目标:1.了解首饰制作的基本概念和技巧,培养学生对首饰制作的兴趣和创造力。
2.掌握首饰制作的基本材料和工具的使用方法,能够独立进行首饰制作。
3.培养学生的手工技能和耐心,提高他们的细致观察、空间想象和手眼协调能力。
4.鼓励学生发挥自己的创造力和想象力,在制作过程中培养解决问题的能力。
教案步骤:引入(5分钟):引入首饰制作的主题,例如展示一些创意独特的首饰,让学生们对这个主题产生兴趣。
知识讲解(10分钟):介绍首饰制作所需的基本材料,如珠子、线、吊坠等,并解释它们的用途和特点。
同时,介绍一些基本的首饰制作工具,如钳子、剪刀等,教授它们的使用方法和注意事项。
示范(15分钟):展示一些简单的首饰制作方法和技巧,并通过实际操作演示给学生。
例如,演示如何串珠子制作项链或手链,并讲解其中的步骤和注意事项。
实践操作(30分钟):学生们根据自己的喜好和创意,选择合适的材料和工具进行首饰制作。
老师引导并辅助学生们完成他们的首饰作品。
同时,鼓励学生们在制作过程中尝试不同的设计和组合方式,培养他们的独立思考和创造能力。
展示和分享(10分钟):学生们展示他们自己制作的首饰作品,并互相欣赏和分享彼此的创意和心得体会。
教师给予学生鼓励和赞扬,同时提供一些建议和改进建议,帮助他们进一步提升自己的技能和创造力。
总结(5分钟):回顾本节课所学的首饰制作知识和技巧,强调学生们在制作过程中培养的解决问题的能力和创造力。
同时,鼓励学生们将所学应用到实际生活中,发现并制作自己所钟爱的首饰作品。
延伸活动:鼓励学生们在课后继续进行首饰制作的实践,可以通过图书馆或互联网寻找更多的首饰制作方法和灵感,并将自己的作品展示给同学和家人。
同时,可以组织学生参加相关的手工艺品展览或比赛,激发他们更深入地学习和探索首饰制作的世界。
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一.参观吉林大学合成材料实验室目的:对钻石合成仪已有一个感性认识并深入了解钻石合成的原理和方法及相关历史和发展趋势等。
内容:参观PECVD钻石合成仪和马弗炉并收集相关资料。
1.关于钻石合成:20世纪80年代以来,世界范围内掀起了一股利用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition—CVD)方法制备金刚石材料的科技研发浪潮,新方法制备的金刚石材料几乎实现了天然单晶金刚石的全部特性,被认为是未来最具发展前景、能够实现金刚石全方位功能应用的新金刚石材料。
利用化学气相沉积方法合成金刚石材料的技术最早起源可追溯到20世纪50-60年代,当时为了研究单晶金刚石的人工合成方法,美国和前苏联的科学家曾先后在低压下实现了金刚石多晶膜的化学气相沉积(CVD方法)[1],虽然当时的沉积速率非常低,金刚石的各项技术指标也不完美,但是它为金刚石的CVD合成方法奠定了基础。
然而,在随后的几十年间,国内外研究人员并未把主要精力用在化学气相沉积方法合成金刚石的研究方面,而是着重研究和发展了静态、高温、高压方法金刚石的合成技术。
直到20世纪80年代中期,世界范围内才开始了大规模CVD金刚石技术研究及产业化推广工作,经过研究人员近20年的研究探索,CVD金刚石技术已经取得了令世人瞩目的成就。
目前,已有多种方法可以制备CVD金刚石材料,并且在生长速率、沉积面积、沉积厚度、结构性质、内在结晶质量、金刚石纯度等方面均取得了重大研究进展。
一、CVD金刚石的主要制备技术和方法近20年来,化学气相沉积(CVD)金刚石制备技术取得了很大进展,由于用途的不同,CVD金刚石制备技术和方法也有所不同,目前世界上最具有代表性的CVD金刚石制备方法主要有以下几种:1.热丝直流等离子体(H F C V D)CVD金刚石制备方法热丝CVD技术是目前比较成熟并广泛应用的产业化技术,由于它具有可生长大面积膜片和较低成本的优势,所以,是目前工具和涂层应用的最主要生长技术,它的生长面积直径和厚度分别已达到φ300mm和2mm以上,该方法在涂层中的应用最为成功,代表性的企业有著名的美国S P 3、Crystallame、CVD-diamondDiamonex、DDK等公司。
这种制备方法的技术特点是投资少、技术相对简单、生长速度快(可达1~15μm/h)具有很高的加热效率、较为容易控制金刚石的生长质量、可实行大面积生长且生产成本较低,生产的金刚石适用于制作各种金刚石工具并能在热沉等方面得到广泛的应用;但是,该方法也存在生产的膜片结晶质量相对较差,所适合的应用领域较少等不足。
2.大功率(6 0~1 0 0 k W)微波(MPACVD)CVD金刚石制备方法大功率(60kW)微波CVD技术是另一种有代表性的CVD金刚石产业化生长技术,该技术可制备直径为φ150mm、厚度为2mm的金刚石膜片,其质量几乎可达到高质量天然单晶金刚石水平。
微波(MPACVD)CVD金刚石生长技术可以沉积高纯度多晶金刚石膜和外延单晶金刚石,可在热学、光学以及未来的半导体材料(耐高温、高载流子迁移速率、宽带隙)等领域中得到广泛的应用。
利用该技术制备大单晶金刚石已获得了成功,制备的CVD 单晶金刚石质量已经达到10克拉,体积约550mm3,这对于未来半导体金刚石的应用和代替来源匮缺的天然金刚石首饰原料具有重大的意义。
3.电弧等离子体喷射CVD金刚石制备方法直流电弧等离子体喷射CVD金刚石制备技术,在金刚石生长产业化和应用方面也取得了很好的效果,这种方法的特点是沉积速度高(10~100μm/h)、金刚石的纯度优于热丝CVD技术,目前,该技术沉积的金刚石膜片最大面积直径可以达到φ200mm,可以沉积热沉级和机械级金刚石膜片,因此,具有很高的实用性;但是,其缺点是:设备结构复杂,耗电量大。
4.直流热阴极等离子体(DC PACVD)CVD金刚石制备方法直流热阴极等离子体(DC PACVD)制备方法也是一种常见的CVD金刚石制备技术。
该方法装置相对简单、操作容易、生长速度和结晶质量与热丝技术相当,总的说来,其规模和影响力不如前面描述的几种方法。
二、CVD金刚石制备技术的新发展经过近20年的不断研究探索、不断技术创新,除机械耐磨性质用途的金刚石生长技术外,用途更加广泛且各具特色的功能性CVD金刚石材料的生长制备技术也得到了快速发展,其中代表性的主要有:1.CVD外延生长大尺寸单晶金刚石技术该项技术最大的特点是生长速度快(其晶体生长速度已经超过了高温高压合成大单晶技术),生产的单晶内在质量和结构性质好,生产的金刚石纯度高。
目前,该技术已经由E6公司实现产业化生产,CVD金刚石单晶产品已经开始进行市场销售。
以美国卡内基研究所地球物理实验室、阿拉巴马州大学物理系及E6公司为代表所研究的结果显示,采用微波等离子体CVD设备可实现金刚石单晶高速外延生长,其沉积速度和质量分别达到100~200μm/h和10克拉。
图5为卡内基研究所利用外延生长技术生产的单晶金刚石。
目前,CVD 单晶金刚石的主要还是应用在高精度、高光洁度刀具,热沉方面。
随着沉积技术的进步,晶体内部缺陷将大大降低,CVD单晶金刚石的各项性能将更加稳定可靠,未来有可能在半导体材料应用方面有所突破。
2.CVD纳米金刚石沉积技术通常,CVD金刚石的晶粒尺寸为几十至上百微米;目前,通过特殊工艺技术可以使CVD 金刚石的沉积晶粒尺寸达到几至几百纳米。
纳米金刚石的主要特点是表面光滑,机械强度高(其断裂强度达到4GPa以上,为微米级的4~5倍);其主要技术参数为:质量密度为(3。
47±0。
15)g/cm3,热导率为(5~14)W/cm·K,扬氏模量为(500~1120)GPa(与形核密度有关),形核密度为(1010~1012)个/cm(2表面处理和沉积工艺不同导致形核密度的不同)。
由于CVD纳米金刚石具有非常优秀的机械性能,因此,在耐磨部件以及微(纳)机电技术和产品(如微机电马达,微泵,微桥等)等方面均可能得到更多更广泛的应用。
3.金刚石薄膜涂层技术金刚石薄膜涂层技术利用CVD方法在硬质合金基体上沉积一层金刚石薄膜的技术,其关键技术是金刚石薄膜的附着力。
一般是通过表面预处理和沉积工艺技术相结合,消除钴的影响,增加表面的粗糙度等方法以达到提高金刚石薄膜附着力的目的。
目前,涂层技术已经基本实现了工业化生产,主要应用于切削工具、耐磨部件等,如铣刀、钻头、大孔径拉丝模(硬质合金基体)。
具有代表性的生产厂家是美国的SP3和德国的Cemecon公司。
德国另一家公司GFD采用纳米金刚石涂层技术和精密的等离子加工技术,已成功地研制出了金刚石刀片和微机电部件产品。
三、CVD金刚石的工具技术及应用领域随着生长设备和沉积技术的不断进步,CVD金刚石的生长工艺日趋完善,CVD金刚石质量更加稳定,CVD金刚石以其所具有的极高硬度、耐磨性和低的摩擦系数等独特优异性能在工具上得到了广泛的应用。
近年来,产业化的CVD金刚石加工和应用技术也获得了巨大的进展,金刚石的切割、研磨抛光、金属化、焊接以及微加工技术均已获得成功,大大地推动了CVD金刚石产品的研究开发和市场化进程。
现在已经开发了多种工具用CVD金刚石厚膜材料和产品的制作技术,如高精度、超高精度加工的切削工具,拉丝模工具,砂轮修整工具,高压喷嘴和多种耐磨部件;同时也开发了一些热沉材料和光学窗口的制作技术,特别是用于高精度、镜面光洁度加工的各种材料和产品。
大功率微波法还可以提供更多的在热学、光学、半导体材料等方面应用的大尺寸单晶CVD金刚石高端产品。
CVD金刚石在机械性能、热沉、光学窗口、高温半导体器件、声学、电学和电子、钻石级首饰中的应用研究开发日新月异。
具有一定规模的CVD金刚石产品如原料片、磨削工具、切削工具、涂层工具、热沉、光学窗口、SAW器件等产品已经开始进入市场,CVD金刚石以其特有的优异性能拓展了超硬材料新的应用领域,为其带来了非常广阔的市场空间及前景。
图6~图9展示了几种不同用途的CVD金刚石工具及功能元件。
CVD金刚石具有与天然金刚石相同的热导率,是自然界最好的导热材料,它的热导率比银、铜等高导热金属材料高出5倍以上,并且由于其能够制备成一定面积和厚度的片状形态,使之成为极为理想的电子器件大面积散热材料;它的高绝缘电阻及其与众多半导体材料匹配的较好热膨胀系数,使之可以做为高功率密度电子器件如大功率半导体器件、微波器件和大规模集成电路最好的散热片;金刚石膜热沉可作为光纤通讯及激光技术中最重要的器件,以CVD金刚石膜为热沉材料的激光二极管可在数千安培/cm2的强电流密度条件下工作;因此,具有最高热导率的CVD金刚石是固体微波器件、三维固体电路(MCM)及高速计算机芯片的最佳散热片材料。
CVD金刚石还具有优异的光学性能,具有高透过率,其透光波段可以从X射线-紫外光-可见光-红外光直至毫米波段的全波段,可用作在恶劣环境中使用的光学窗口,如各种光制导的导弹头罩,特别是高马赫数(M>4。
5)导弹头罩和多色红外探测器窗口,CVD金刚石的卓越透X光特性可使之成为来微电子学器件制备的亚微米级光刻技术的理想材料。
CVD金刚石半导体器件的最高工作温度可达到600℃以上,而现有的硅半导体器件仅为150℃左右,最好的砷化镓材料的工作温度也仅为250℃左右[2]。
利用CVD金刚石高温抗幅射性质,可将其用作在高温强幅射环境中工作的半导体器件及各种特性的传感器等。
它的电负性和冷阴极发光特性很有可能在多色彩低能耗的显示屏中获得应用。
因此,材料学家预测CVD金刚石半导体器件的问世将会带来电子技术的一场革命。
四、CVD金刚石市场需求分析CVD金刚石是具有优异性能的全方位材料,自2000年以来其应用领域不断扩大,CVD 金刚石工具正在进入精密、超精密加工的PCD以及天然单晶金刚石工具市场,其中金刚石涂层工具显现出很强的生命力。
近年来,几乎所有的世界知名工具公司如Sandwich、Kennametal以及日本、德国、英国等工具公司,都先后推出了各种CVD金刚石刀具、修整工具、涂层工具以及耐磨部件产品,使得CVD金刚石材料需求逐年上升的同时,其各种工具制造也将得到更加广泛的拓展,著名的美国市调公司BCC Re-search(总公司是Connecticut State)所出版的报告书“Diamond,Dia-mond-like and CBN Films&Coating Products”针对CVD 金刚石膜、类金刚石膜/立方氮化硼膜及覆膜产品市场进行的调查分析指出,2007年全球仅金刚石膜、类金刚石/立方氮化硼(CBN)薄膜材料市场的规模已达到5。
308亿美元,预计2007-2012年世界范围内对CVD材料的平均年市场需求将以143%的成长率发展,2012年将达到近10亿美元的规模[3]。