Die Dicke von CVD-Diamantschichten kann je nach Anwendung und den Bedingungen des Beschichtungsprozesses stark variieren.
Wie dick ist eine CVD-Diamantbeschichtung? (4 Schlüsselfaktoren werden erklärt)
1. Anfangsdicke und Einschränkungen
In den Anfängen der Diamantfilmforschung waren die Schichten recht dick, oft mehr als 1 Mikrometer.
Dies war in erster Linie auf unzureichende Seeding- und Nukleationstechniken zurückzuführen.
Das fehlende Verständnis für Vorbehandlungen und Methoden zur Verbesserung der Keimbildung trug ebenfalls dazu bei, dass dickere Beschichtungen notwendig waren.
2. Weiterentwicklungen und dünnere Beschichtungen
Mit dem Fortschreiten der Forschung wurden erhebliche Verbesserungen bei der Synthese von dünnen Diamantschichten erzielt.
Diese Fortschritte ermöglichten eine Verringerung der Schichtdicke auf etwa 10 Nanometer.
Für eine kontinuierliche Beschichtung auf Nicht-Diamant-Substraten ist jedoch in der Regel eine Mindestdicke von 100 Nanometern erforderlich.
Dies ist auf die geringe Keimbildungsdichte von Diamant auf Fremdsubstraten und das 3D-Wachstumsmuster (Volmer-Weber-Modell) von Diamantschichten zurückzuführen.
3. Verbesserungen bei der Keimbildung
Um die Herausforderungen der geringen Keimbildungsdichte zu bewältigen, wurden verschiedene Vorbehandlungen entwickelt, um die Keimbildung von Diamantschichten auf Nicht-Diamant-Substraten zu verbessern.
Diese Behandlungen sind entscheidend, um dünnere, lochfreie Schichten zu erhalten.
Die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Wissenschaftlern aus verschiedenen Bereichen hat zu diesen Fortschritten beigetragen.
4. Spezifische Anwendungen und Schichtdicken
Für bestimmte Anwendungen, wie CVD-diamantbeschichtete Schaftfräser, ist die typische Schichtdicke spezifischer und standardisiert.
In diesem Fall liegt die Schichtdicke zwischen 8 und 10 Mikrometern.
Diese Dicke wird gewählt, um ein Gleichgewicht zwischen dem Bedarf an einer robusten Diamantschicht und den praktischen Erwägungen hinsichtlich der Funktion des Werkzeugs und der Herstellungsbeschränkungen herzustellen.
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