金刚石薄膜
类金刚石薄膜 资料介绍
类金刚石膜技术基础一、类金刚石薄膜发展史：金刚石、类金刚石薄膜技术，是指利用各种光学薄膜制作技术制作接近天然金刚石和人造单晶金刚石特性（如在较宽光谱内均具有很高的光透过率－－在2～15μm（微米）范围光的吸收率低到1％；具有很高的硬度、良好的导热性、耐腐蚀性以及化学稳定性高－－1000℃（摄氏度）以上仍保持其化学稳定性等）的人造多晶金刚石薄膜、类金刚石薄膜（又称为硬碳膜、离子碳膜、或透明碳膜）的一种技术。
光学应用金刚石、类金刚石薄膜主要采用低压化学汽相沉积（CVD）技术制备。
低压CVD 技术包括热丝CVD法、等离子体CVD法、离子束蒸镀法、光/激光CVD法附加活性氢激光CVD 法等。
目前，CVD法制作金刚石薄膜已取得丰硕成果，但作为红外光学薄膜应用还需进一步解决金刚石薄膜对红外光学材料的粘着性和光散射的问题。
CVD法制作的金刚石薄膜与硅基片的粘着性是不错的，但是与其他材料（如锗、硫化锌等）基片的粘着性就甚差，或是根本就粘着不到一起去。
对于光散射的问题，则是要求如何更好地控制金刚石薄膜表面形态和晶粒结构。
理想的CVD法制造的红外光学应用的金刚石薄膜或许是一种单晶结构的膜，但是，目前使用CVD法还不能制造单晶结构的金刚石薄膜。
此外，大面积薄膜的制作、膜的光洁度等技术课题以及金刚石薄膜的制作成本问题，都有待于继续研究解决。
1.1金刚石、类金刚石薄膜研究进程自1963年在一次偶然的机会出现了不寻常的硬度和化学性能好的化学汽相沉积（CVD）碳形式的薄膜后,国外有不少研究单位开始研究金刚石薄膜的沉积工艺.1971年,艾森伯格（Aisenberg）和沙博（Chabot）等人,利用离子束蒸镀法,以石墨作薄膜材料,通过氩气弧光放电使石墨分解电离产生碳离子。
碳离子经磁场聚焦成束,在比较高的真空条件下,在低压沉积室内的室温下的基片上沉积出了硬碳膜。
这种硬碳膜具有近似于金刚石的一些特性－如透明度高、电阻抗大、硬度高等。
我国类金刚石薄膜主要制备技术及研究现状
我国类金刚石薄膜主要制备技术及研究现状摘要类金刚石薄膜具有优良的光学、机械和电特性在军事领域有广泛用途，类金刚石薄膜技术，是指利用各种光学薄膜制作技术制作接近天然金刚石和人造单晶金刚石特性（如在较宽光谱内均具有很高的光透过率在2～15μm（微米）范围光的吸收率低到1％；具有很高的硬度、良好的导热性、耐腐蚀性以及化学稳定性高(1000℃以上仍保持其化学稳定性等）的人造多晶金刚石薄膜、类金刚石薄膜（又称为硬碳膜、离子碳膜、或透明碳膜）的一种技术。
由于类金刚石结构、性能存在一些缺陷，所以对此作了研究。
本文着重对类金刚石薄膜制备技术进行阐述，同时论述了发展潜力。
由于类金刚石薄膜的优越性，所以我国要加大这方面发展。
关键词：类金刚石薄膜，化学气相沉积法，物理沉积法，金刚石The Main Preparation Techniques and Research Status of theDLC Film in ChinaABSTRACTDLC films with excellent optical, mechanical and electrical characteristics ha ve a wide range of applications in the military field. DLC thin film technology, refers to the use of a variety of optical thin film production technology made close to the natural diamond and synthetic single crystal diamond characteristics (such as with high light transmittance in the wide spectrum-in the range of 2~15μm (microns) low absorption of light to 1%; has high hardness and good thermal conductivity, corrosion resistance and high chemical stability -1000°C (degrees Celsius) above maintained its chemical stability, etc.), artificial polycrystalline diamond films DLC films (also known as the hard carbon film,ion carbon film ,or a transparent carbon film), a technology. DLC structure, the performance has some shortcomings,have been investigated. Focus on the DLC film preparation technique is described,and discusses the potential for development. Because of the superiority the DLC films, so china should step up development in this field.KEY WORDS: DLC film，preparation techniques，CVD目录前言 (1)第1章类金刚石薄膜概述 (2)1.1 类金刚石薄膜介绍 (2)1.1.1类金刚石薄膜发展介绍 (3)1.1.2类金刚石薄膜微观结构与其性质 (3)1.1.3类金刚石薄膜分类 (5)第2章类金刚石薄膜制备技术 (6)2.1 化学气相沉积法 (6)2.1.1 热丝CVD法 (6)2.1.2 等离子体CVD法 (7)2.1.3 离子束蒸镀法 (7)2.1.4 光、激光CVD法 (7)2.2 激光法制备DLC膜的发展趋势 (8)2.2.1 激光脉冲宽度由纳秒脉冲向超短脉冲发展 (9)2.2.2 沉积环境由真空向氢气氛或氧气氛发展 (10)2.2.3 薄膜成分由纯DLC膜向掺杂DLC膜发展 (11)2.2.4 激光源由单一激光向多束激光发展 (11)第3章类金刚石薄膜研究 (12)3.1 实验研究 (12)3.1.1 实验装置 (13)3.1.2 实验过程 (15)3.1.3 实验结论 (15)第4章类金刚石薄膜应用以及展望 (16)4.1 类金刚石薄膜应用 (16)4.2 类金刚石薄膜应用展望.................... 1错误！未定义书签。
提高mpcvd金刚石生产效率的方法
提高mpcvd金刚石生产效率的方法提高MPCVD金刚石生产效率的方法金刚石是一种重要的超硬材料，具有优异的物理和化学性能，广泛应用于切削、磨削、磨料和研磨等领域。
而MPCVD（微波等离子体化学气相沉积）技术是一种常用的金刚石薄膜生长方法，具有高效、高质量的特点。
然而，为了进一步提高MPCVD金刚石生产的效率，我们可以采取以下几种方法：1. 优化反应气体配比：MPCVD生长金刚石的过程中，反应气体的配比对薄膜质量和生长速率起着重要作用。
通过优化反应气体的配比，可以提高金刚石薄膜的生长速率。
例如，在甲烷和氢气的混合气体中，适当增加甲烷的浓度可以提高生长速率，但过高的甲烷浓度可能导致非均匀生长和薄膜质量下降。
2. 提高微波功率密度：微波功率是MPCVD生长金刚石的重要参数之一。
提高微波功率密度可以加快反应速率，从而提高生长速率。
然而，过高的微波功率密度可能导致等离子体温度过高，使得金刚石薄膜质量下降。
因此，需要在保证薄膜质量的前提下适度提高微波功率密度。
3. 优化衬底表面处理：衬底表面的处理对金刚石薄膜的生长有着重要影响。
通过表面处理可以提高衬底表面的结晶度和平整度，有利于金刚石薄膜的生长。
常用的表面处理方法包括机械抛光、化学腐蚀和离子刻蚀等。
选择合适的表面处理方法，并根据具体情况进行优化，可以提高金刚石薄膜的生长效率。
4. 精确控制生长参数：MPCVD生长金刚石薄膜的过程中，生长参数的选择和控制对薄膜质量和生长速率起着至关重要的作用。
例如，生长温度、压力、时间等参数的选择都会对金刚石薄膜的生长效果产生重要影响。
通过精确控制这些生长参数，可以提高金刚石薄膜的生长效率和质量。
5. 引入辅助材料：在MPCVD生长金刚石薄膜的过程中，引入适量的辅助材料可以改变反应气体的组成和性质，从而影响金刚石薄膜的生长。
例如，引入氧气可以增加金刚石薄膜的晶粒尺寸和生长速率。
选择合适的辅助材料，并优化其用量和引入方式，可以提高金刚石薄膜的生长效率。
我国类金刚石薄膜主要制备技术及研究现状
• 5.医疗设备和器具：手术刀片，手术剪， 心脏瓣膜，人工关节，血管支架。 • 6.内燃机工业：燃料喷射系统（气门挺杆， 柱塞，喷油嘴），动力传动系统（齿轮 轴 承 凸轮轴），活塞部件（活塞环，活塞 销），门扣锁，内饰。 • 7.娱乐健身：扬声器振膜，移动硬盘，光 盘，高尔夫球具，自行车部件，剃须刀片。 • 8.光学：红外增透膜，减反射膜，玻璃镀 膜，镜片镀膜，亚克力镀膜，保护膜。 • 9.装饰镀膜：手机外壳，高档手表，室内 外五金卫浴产品，饰品。 • 10.航空航天 ：飞机，导弹整流罩镀膜， 卫星，太阳能电池镀膜。
激光法制备DLC膜的发展趋势
• DLC膜的沉积方法可分为物理沉积法和 化学沉积法两大类。化学沉积法已十分成 熟，但由于化学法沉积的DLC膜必然含氢， 导致膜层化学稳定性、热稳定性、硬度、 附着力较差。此外，化学法均需要在高温 下(>400oC)沉积，对于不耐高温的材料(如 玻璃、硫化锌等)无法在上面镀DLC膜；对 于耐高温的材料，虽然化学法可以镀膜， 但由于DLC膜热膨胀系数很小，和衬底热膨 胀系数差异大，沉积完成后，膜内部会产 生较大的热应力，甚至导致薄膜起皮、剥 落。因此，世界各国近年来都在积极开展 可以制备无氢DLC膜的物理沉积法研究。
我国类金刚石薄膜主要制备技 术及研究现状
汇报人：王培东 指导老师：胡鹏飞
主要内容
一、类金刚石薄膜介绍 二、类金刚石薄膜制备技术 三、类金刚石薄膜应用 四、类金刚石薄膜应用展望
一、类金刚石薄膜介绍
• 类金刚石薄膜(DiamondLike Carbon)是金刚石 的sp3杂化和石墨sp2杂 化两种结合键作为骨架 构成的非晶态碳膜，简 单地讲，由纳米级的金 刚石和碳混合形成，金 刚石占20%-80%。由sp3 结合的金刚石和sp2结合 的石墨与H(氢)组成的三 元相图右图：
金刚石多晶膜生长翘曲度
金刚石多晶膜生长翘曲度一、金刚石膜到底是什么？说起金刚石膜，大家可能都会想，难不成这就是传说中钻石那玩意？没错！金刚石膜其实就是一种薄薄的金刚石层，通常用在各种高精尖的技术上，比如电子器件、激光器、甚至某些高端刀具上。
你想想，钻石那么坚硬，谁不想拿它做个膜，提升一番物品的耐磨性和热导性，对吧？想要做出这种膜可不是随随便便就能搞定的。
它得经过一系列复杂的生长过程，通常是通过化学气相沉积（CVD）技术或者其他一些高端手段来完成。
而金刚石多晶膜在这个过程中，最大的问题之一就是“翘曲度”。
说白了，就是膜长得好突然自己弯曲了，甚至一弯就弯成个问号，咋办呢？二、翘曲度是什么鬼？说起翘曲度，咱们就得从膜的生长说起。
膜生长的过程就像是拿泥巴做陶器，不是直接一成不变的，而是有点像拔河比赛——你一拉我一拉，膜的不同部分受到的应力不一样，就容易变得不平整。
想象一下，如果这个膜是用化学方法或者气体反应生成的，在某些部分，温度和压力可能会比其他地方高，这就像是在烤蛋糕的时候，蛋糕上面的一部分烤得过了，而下面的部分还没熟。
就像那种一层层折叠起来的感觉，膜就给扭曲了。
翘曲度其实就是用来衡量这个弯曲程度的。
如果膜表面弯曲得厉害，那就意味着它的质量可能不太好，甚至影响到后续使用的稳定性。
更麻烦的是，翘曲度不仅仅是看表面，咱们还得从内部的应力和热膨胀等多方面去考虑。
哦，别以为这只是个小问题，搞不好会导致膜本身的结构崩塌，或者设备的性能下降，最后可能一切白费。
三、翘曲度如何控制？说了这么多，咱们自然得想想，如何控制翘曲度呢？别着急，解决的办法其实有不少。
就是生长条件的优化。
如果你能够精确控制温度、气体流量和沉积速率，那金刚石膜的成长就会更均匀，翘曲度自然也能降低。
说白了，就是要让这个膜在“生长”过程中，感受不到过大的压力。
像是把一个孕妇照顾得妥妥帖帖的，给她一个无压力的环境，宝宝才能够健康成长。
膜的厚度也是一个关键点。
太薄的膜可能在生长过程中容易受热膨胀影响，导致翘曲；太厚了，又可能在沉积时积累的应力过大，反而让膜在表面发生变形。
金刚石表面覆膜的方法及应用
金刚石表面覆膜的方法及应用一、化学气相沉积法化学气相沉积（CVD）是一种常用的金刚石表面覆膜方法。
该方法利用含碳气体（如甲烷、乙炔等）在一定条件下发生化学反应，生成金刚石薄膜。
CVD法具有沉积温度低、薄膜质量高等优点，但制备的金刚石膜通常较厚，需要进一步加工以适用于实际应用。
二、物理气相沉积法物理气相沉积（PVD）法是另一种常用的金刚石表面覆膜技术。
该方法通过物理手段（如真空蒸发、离子溅射等）将含碳气体或碳源材料转化为原子态或离子态，然后沉积在基底表面形成金刚石膜。
PVD 法具有较高的沉积速率和较低的制备温度，但制备的金刚石膜较薄，且性能相对较差。
三、热丝化学气相沉积法热丝化学气相沉积（HFCVD）法结合了CVD和热丝技术的优点。
在HFCVD法中，高活性含碳气体在加热的钨丝或镍丝上发生化学反应，产生碳氢自由基或碳离子，并吸附在基底表面形成金刚石膜。
HFCVD 法能够制备高质量的金刚石膜，并具有良好的附着力。
然而，制备过程中需要精确控制热丝温度和气体流量，以保证薄膜质量和沉积速率。
四、激光诱导化学气相沉积法激光诱导化学气相沉积（LCVD）法是一种新型的金刚石表面覆膜技术。
该方法利用激光诱导气体发生化学反应，产生碳氢自由基或碳离子，并在基底表面沉积形成金刚石膜。
LCVD法具有较高的沉积速率和制备温度低等优点，但由于激光诱导过程中可能出现局部过热或光损伤，因此需要优化激光参数以获得高质量的金刚石膜。
五、应用金刚石表面覆膜技术在许多领域具有广泛的应用价值。
例如，在机械领域，金刚石膜可以作为超硬材料应用于刀具、磨料等产品中，提高其使用寿命和加工效率。
在光学领域，金刚石膜具有优异的透光性能和机械稳定性，可用作窗口材料或光电子器件的涂层材料。
此外，金刚石膜在电学、热学、生物学等领域也具有潜在的应用前景。
随着制备技术的不断发展和成本降低，金刚石表面覆膜技术的应用将更加广泛。
微波等离子化学气相沉积 and 金刚石
微波等离子化学气相沉积（MPCVD）技术制备高质量金刚石薄膜微波等离子化学气相沉积（MPCVD）是一种制备高质量、高纯度金刚石薄膜的方法。
这种技术利用微波激发反应气体，在低压环境下形成等离子体，从而实现金刚石薄膜的沉积。
一、微波等离子化学气相沉积微波等离子化学气相沉积（MPCVD）是一种先进的金刚石沉积技术。
它利用微波能量激发反应气体，产生等离子体，这些等离子体在微波的作用下，与衬底表面相互作用，形成金刚石薄膜。
MPCVD技术的优点在于它可以在较低的温度下实现金刚石薄膜的沉积，同时可以获得高质量、高纯度的金刚石薄膜。
此外，MPCVD技术还可以实现大面积、均匀的沉积，这使得它在工业应用中具有广泛的前景。
二、金刚石的制备在MPCVD技术中，金刚石的制备通常是在微波作用下进行的。
反应气体中的碳源和氢源在微波的作用下被激发为等离子体，这些等离子体中的碳原子在衬底表面沉积下来，形成金刚石薄膜。
在金刚石的制备过程中，反应气体的选择和流量控制是非常重要的。
通常使用的反应气体包括甲烷、丙烷、乙烯等碳氢化合物，以及氨气、氢气等气体。
这些气体的选择和流量控制直接影响金刚石薄膜的质量和性能。
三、MPCVD技术在金刚石制备中的应用MPCVD技术在金刚石制备中有着广泛的应用。
例如，可以利用MPCVD技术制备大尺寸、高质量的金刚石单晶，用于制造高精度、高效率的机械加工工具。
同时，还可以利用MPCVD技术制备厚度可控、均匀的金刚石薄膜，用于制造高效散热器件、高频电子器件等高技术产品。
四、结论综上所述，微波等离子化学气相沉积（MPCVD）技术在金刚石制备中具有广泛的应用前景。
该技术可以在较低的温度下实现高质量、高纯度金刚石薄膜的沉积，同时可以实现大面积、均匀的沉积。
这使得它在工业应用中具有广泛的前景，为制造高精度、高效率的机械加工工具和高频电子器件等高技术产品提供了新的途径。
然而，尽管MPCVD技术具有许多优点，但其在实际应用中仍存在一些挑战和问题。
金刚石薄膜研究及在制造业中的应用
金刚石薄膜研究及在制造业中的应用金刚石薄膜是一种高科技材料，具有优异的机械、光学、电子性能，被广泛应用于各个领域。
随着科技的不断进步，金刚石薄膜研究也不断深入，其在制造业中的应用也更加广泛。
一、金刚石薄膜的制备技术金刚石薄膜的制备技术主要包括化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）两种方法。
CVD法是指将金刚石前体气体在热力学平衡条件下分解，沉积在衬底上形成金刚石薄膜。
该方法具有制备工艺简单、成本低等优点，但对设备和前体气体纯度要求较高，且易产生晶面取向不均匀等问题。
PVD法主要是利用离子束或者真空电镀等方法将金刚石材料沉积在衬底上。
该方法具有沉积速率快、晶面取向良好等优点，但缺点是设备复杂、制备周期长等。
二、金刚石薄膜在制造业中的应用1. 硬质合金刀具金刚石薄膜不仅硬度高，而且有优异的耐磨性能，使得其在制造业中的应用非常广泛，最为常见的应用就是硬质合金刀具。
生产硬质合金刀具的工艺主要包括两部分，即刀具材料的制备和刀具的制造加工。
其中，金刚石薄膜主要用于刀片的磨削和切削加工。
通过金刚石薄膜的应用，能够大幅提升硬质合金刀具的切削效率和耐磨性能。
2. IC制造IC制造是目前普遍应用金刚石薄膜的领域之一。
在IC生产过程中，金刚石薄膜可用作金属线路的保护层和刻蚀标记层，能够大幅提升IC制造的效率和稳定性。
为了提高IC器件的可靠性和生产效率，人们通过金刚石薄膜的应用，使IC器件的寿命更长，效率更高，品质更稳定。
3. 机械密封件机械密封件是金刚石薄膜在制造业中的另一个应用领域。
在高压、高温和强腐蚀环境下，金刚石薄膜的耐磨性、耐腐蚀性和高压强度能力非常优异，使得其广泛应用于机械密封件的制造过程中。
通过金刚石薄膜的应用，能够大幅提高机械密封件在高强度、高温度和腐蚀环境下的使用寿命和性能稳定性。
三、金刚石薄膜在未来的发展与应用随着人们对金刚石薄膜的研究不断深入，其未来的应用领域也会越来越广泛。
目前，有关金刚石薄膜材料的研究主要集中在以下几个方面：1. 提高金刚石薄膜的厚度和质量目前，金刚石薄膜的厚度仍然比较薄，只有几纳米，受到厚度限制的应用场景也较为有限。
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金刚石薄膜类金刚石薄膜是近来兴起的一种以sp3和sp2键的形式结合生成的亚稳态材料，兼具了金刚石和石墨的优良特性，而具有高硬度。
高电阻率。
良好光学性能以及优秀的摩擦学特性。
结构类金刚石薄膜通常又被人们称为DLC薄膜，是英文词汇DiamondLikeCarbon的简称，它是一类性质近似于金刚石，具有高硬度.高电阻率.良好光学性能等，同时又具有自身独特摩擦学特性的非晶碳薄膜。
碳元素因碳原子和碳原子之间的不同结合方式，从而使其最终产生不同的物质:金刚石(diamond)-碳碳以sp3键的形式结合;石墨(graphite)-碳碳以sp2键的形式结合;而如同绪论里所述类金刚石(DLC)-碳碳则是以sp3和sp2键的形式结合，生成的无定形碳的一种亚稳定形态，它没有严格的定义，可以包括很宽性质范围的非晶碳，因此兼具了金刚石和石墨的优良特性;所以由类金刚石而来的DLC膜同样是一种亚稳态长程无序的非晶材料，碳原子间的键合方式是共价键，主要包含sp2和sp3两种杂化键，而在含氢的DLC膜中还存在一定数量的C-H键。
由两个相同或不相同的原子轨道沿轨道对称轴方向相互重叠而形成的共价键，叫做σ键。
σ键是原子轨道沿轴方向重叠而形成的，具有较大的重叠程度，因此σ键比较稳定。
σ键是能围绕对称轴旋转，而不影响键的强度以及键跟键之间的角度(键角)。
根据分子轨道理论，两个原子轨道充分接近后，能通过原子轨道的线性组合，形成两个分子轨道。
其中，能量低于原来原子轨道的分子轨道叫成键轨道，能量高于原来原子轨道的分子轨道叫反键轨道。
以核间轴为对称轴的成键轨道叫σ轨道，相应的键叫σ键。
以核间轴为对称轴的反键轨道叫σ*轨道，相应的键叫σ*键。
分子在基态时，构成化学键的电子通常处在成键轨道中，而让反键轨道空着。
σ键是共价键的一种。
它具有如下特点:第一点，σ键有方向性，两个成键原子必须沿着对称轴方向接近，才能达到最大重叠;第二点，成键电子云沿键轴对称分布，两端的原子可以沿轴自由旋转而不改变电子云密度的分布;第三点，σ键是头碰头的重叠，与其它键相比，重叠程度大，键能大，因此，化学性质稳定。
共价单键是σ键，共价双键有一个σ键，π键，共价三键由一个σ键，两个π键组成。
分类类金刚石薄膜(DLC)是1种非晶薄膜，可分为无氢类金刚石碳膜(a-C)和氢化类金刚石碳膜(a-C:H)(图2)两类。
无氢类金刚石碳膜有a-C膜(主要由sp3和sp2键碳原子相互混杂的三维网络构成)，以及四面体非晶碳(tetrahedralcarbon，简称ta-C)(主要由超过80%的sp3键碳原子为骨架构成);氢化类金刚石碳膜(a-C:H)又可分为类聚合物非晶态碳(polymer-likecarbon，简称PLC)、类金刚石碳、类石墨碳3种，其三维网络结构中同时还结合一定数量的氢.类聚合物非晶态碳是含氢金刚石薄膜的一种它是非晶体又有类似于聚合物那种通过相同简单的结构单元通过共价键重复连接而成的化合物。
这种类金刚石薄膜因为sp2键占据了主要数量，所以比较软，又不具备石墨的特性，使得它的用途受到了限制，在摩擦学的应用上还处在起步阶段。
类金刚石碳膜(diamond-likecarbonfilms，简称DLC 膜)，是含有类似金刚石结构的非晶碳膜，也是我们在这里真正需要介绍的一种。
DLC膜的基本成分是碳，由于其碳的来源和制备方法的差异，DLC膜可分为含氢和不含氢两大类。
DLC膜是一种亚稳态长程无序的非晶材料，碳原子间的键合方式是共价键，主要包含sp2和sp3两种杂化键，在含氢DLC膜中还存在一定数量的C-H键。
我们从1996年起开始磁过滤真空弧及沉积DLC膜研究，正在完善工业化技术。
如等离子体源沉积法、离子束源沉积法、孪生中频磁控溅射法、真空阴极电弧沉积法和脉冲高压放点等。
不同的制备方法，DLC膜的成分、结构和性能不同。
类金刚石碳膜(Diamond-likecarbonfilms，简称DLC膜)作为新型的硬质薄膜材料具有一系列优异的性能，如高硬度、高耐磨性、高热导率、高电阻率、良好的光学透明性、化学惰性等，可广泛用于机械、电子、光学、热学、声学、医学等领域，具有良好的应用前景。
我们开发了等离子体-离子束源增强沉积系统，并同过该系统中的磁过滤真空阴极弧和非平衡磁控溅射来进行DLC膜的开发。
该项技术广泛用于电子、装饰、宇航、机械和信息等领域，用于摩擦、光学功能等用途。
目前在我国技术正处于发展和完善阶段，有巨大市场潜力。
类石墨碳是含氢类金刚石中的最后一类，它具有类似于石墨的特性，sp2在含量较高在百分之七十左右。
现代，类金刚石碳膜因同时具有高硬度和低摩擦系数而引起广泛关注,然而,它与工业中常用的铁基材料存在"触媒效应",即,镀的刀具在加工黑色金属的过程中高硬度砂键会转化成软的护键,使耐磨性急剧下降,因此限制了它的应用范围年限,柳襄怀等采用离子束辅助沉积功技术制备出了用于满足电磁功能要求的“石墨化”的膜年,提出存在高硬度“碳结构”，其后,英国及公司采用全封闭非平衡磁控溅射制备出了高硬度碳膜专利一镀层阅研究表明一以砂结构为主,在与钢铁材料摩擦时未出现"触媒效应"且硬度适中、摩擦系数小、比磨损率较低一个数量级,具有极其优越的摩擦学性能碳膜的结构和性能很大程度上与其制备工艺有关方法便于控制辅助轰击参数以改变镀层的结构,磁控溅射沉积速率较高,可制备厚镀层，此类碳膜既非又非普通石墨,暂称之为类石墨碳膜。
制备现在我们知道，在常温常压下金刚石是亚稳相，这其中碳原子的4个价电子是以sp3杂化方式形成四面体配位的键合结构。
而石墨则是一种更稳定的同素异形体，它的碳原子以sp2杂化方式形成三配位键合结构。
石墨的形成在热动力学上优于金刚石的形成，这意味着亚稳相的sp2杂化键合只能在非平衡过程中形成。
类金刚石薄膜都是亚稳态材料，在制备方法中需要有荷能离子轰击生长表面这一关键。
自从Aisenberg和Chabot两位科学家利用碳离子束沉积出DLC 薄膜以来，人们已经成功地研究出了许多物理气相沉积、化学气相沉积以及液相法制备DLC薄膜的新方法和新技术。
这之中有两个法分别为气相法和沉积法:气相法是直接利用气体，或者通过各种手段将物质转变为气体，使之在气体状态下发生物理变化或者化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米粒子的方法。
沉积法又分为直接沉淀法、共沉淀法和均匀沉淀法等，都是利用生成沉淀的液相反应来制取。
(一)物理气相沉积物理气相沉积我们将它简称为PVD,其核心技术指的当一切处在真空条件下时，至少有一种沉积元素被雾化(原子化)，进行的气相沉积工艺。
这种技术是一种对材料表面进行改性处理的技术，最初也是目前最成功的发展领域是在半导体工业、航天航空等特殊领域，而被用在在机械工业中作为一种新型的表面强化涂料技术起始于80年代初，这种技术集中在切削工具的表面强化，以改善机械摩擦副零件性能为目的。
其特点是能够在各种基材上沉积膜层，膜基的界面可以得到改进，沉积速率高等。
物理气相沉积类金刚石一般采用高纯石墨为碳源，也可以用甲烷气体为碳源，具体方法主要有:离子束沉积、溅射沉积、真空阴极电弧沉积、脉冲激光沉积等。
在分类上，PVD(物理气相沉积)镀膜技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。
对应于PVD 技术的三个分类，相应的真空镀膜设备也就有真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机这三种。
近十多年来，真空离子镀膜技术的发展是最快的，它已经成为当今最先进的表面处理方式之一。
我们通常所说的PVD镀膜，指的就是真空离子镀膜;通常所说的PVD镀膜机，指的也就是真空离子镀膜机。
(二)化学气相沉积化学气相沉积乃是通过化学反应的方式，利用加热、等离子激励或光辐射等各种能源，在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反应形成固态沉积物的技术。
化学气相沉积的英文词原意是化学蒸汽沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)，因为很多反应物质在通常条件下是液态或固态，经过汽化成蒸汽再参与反应的。
而化学气相沉积的古老原始形态可以追溯到古人类在取暖或烧烤时熏在岩洞壁或岩石上的黑色碳层作为现代CVD技术发展的开始阶段在20世纪50年代主要着重于刀具涂层的应用。
从20世纪60-70年代以来由于半导体和集成电路技术发展和生产的需要，CVD技术得到了更迅速和更广泛的发展。
化学气相沉积(CVD)是现代半导体工业中应用最为广泛的用来沉积多种材料的技术，包括大范围的绝缘材料，大多数金属材料和金属合金材料。
从理论上来说，化学气相沉积表示的是:将气态物质以化学反应生成某种固态物质并沉积到某种基片上的一种化学过程。
这种方法多用来制备含氢碳膜，其基本的原理是利用碳氢化合物，如苯、甲烷、乙炔等在辉光放电或其他条件下产生的等离子体中分解成为CH离子，同时对基体施加负偏压，在负偏压作用下，这些含有碳氢的离子团沉积到基体上形成碳膜。
这其中淀积氮化硅膜(Si3N4)就是一个很好的例子，它是由硅烷和氮反应形成的。
而研究人员们发现为适应CVD技术的需要，选择原料、产物及反应类型等通常应满足:反应剂在室温或不太高的温度下最好是气态或有较高的蒸气压而易于挥发成蒸汽的液态或固态物质，且有很高的纯度;通过沉积反应易于生成所需要的材料沉积物，而其他副产物均易挥发而留在气相排出或易于分离;反应易于控制。
实际上，对于化学气相沉积来说这其中的反应是很复杂的，有很多必须考虑的因素，沉积参数的变化范围是很宽的:在其反应室内的压力、晶片的温度、气体的流动速率、气体通过晶片的路程、气体的化学成份、一种气体相对于另一种气体的比率、反应的中间产品起的作用、以及是否需要其它反应室外的外部能量来源加速或诱发想得到的反应等。
额外能量来源诸如等离子体能量，当然会产生一整套新变数，如离子与中性气流的比率，离子能和晶片上的射频偏压等。
然后，考虑沉积薄膜中的变数:如在整个晶片内厚度的均匀性和在图形上的覆盖特性(后者指:跨图形台阶的覆盖)，薄膜的化学配比(化学成份和分布状态)，结晶晶向和缺陷密度等。
当然，沉积速率也是一个重要的因素，因为它决定着化学气相沉积反应的产出量，高的沉积速率常常要和薄膜的高质量折中考虑。
反应生成的薄膜不仅会沉积在晶片上，也会沉积在反应室的其他部件上，对反应室进行清洗的次数和彻底程度也是很重要的。
目前，CVD反应沉积温度的耕地温化是一个发展方向，金属有机化学气相沉积技术(MOCVD)是一种中温进行的化学气相沉积技术，采用金属有机物作为沉积的反应物，通过金属有机物在较低温度的分解来实现化学气相沉积。
近年来发展的等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)也是一种很好的方法，最早用于半导体材料的加工，即利用有机硅在半导体材料的基片上沉积SiO2。