反应等离子喷涂与等离子增强化学气相沉积技术简介

1、现代表面技术 101101922 反应等离子喷涂与等离子增强化学气相沉积技术简介摘 要 本文简要介绍了反应等离子喷涂和等离子增强化学气相沉积技术的基本知识, 包括这两种表面处理技术的原理、反应过程、特点、 工艺参数、 应用等相关内容, 并结合具体实例来阐述通过这两种技术所制备涂层的性能. 结果表明, 反应等离子喷涂制备的涂层组织致密, 结合力好, 并且有很好的韧性; 而采用等离子增强化学气相沉积技术在盐基体比在硅胶基体上获得的涂层更加的致密连续, 通过该技术制备的SiN薄膜应用在太阳电池上, 可大幅度的提高电池效率. 关键词 反应等离子喷涂, 等离子增强化学气相沉积, 涂层THE INTROD

2、UCTION OF REACTIVE PLASMA SPRAYING AND PLASMA ENHANCED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION ABSTRACT This paper described the basic knowledge of the reactive plasma spraying and plasma enhanced chemical vapor deposition, such as the principles, the processes, the characteristics, technological parameters, appl

3、ications and so on. It also depicted the coatings performances made up by these two technologies. The results show that the coating prepared by the reactive plasma spraying has compact phases and good adhesions and good toughness; the coating prepared by plasma enhanced chemical vapor deposition wit

4、h the salt substrate has a better compact phases than that with the silica gel substrate and this technology can be used to prepare the SiN films of the solar cell and it can improve the efficiency.KEY WORDS Reactive plasma spraying, Plasma enhanced chemical vapor deposition, Coating人们应用表面处理技术已有上千年的

5、历史, 从19世纪工业革命开始表面处理技术开始迅速发展, 尤其是最近几十年来, 表面处理技术更是获得飞速的发展, 涌现了大量的现代表面技术, 在工、 农业生产、 生物、医学, 人们日常生活中得到越来越广泛的应用. 表面工程技术已经发展成为横跨材料学、摩擦学、物理学、化学、表面力学、材料失效与防护、金属热处理学、腐蚀与防护学、光电子学等学科的边缘型、综合型、复合型学科. 表面工程技术具有学科的综合性、手段的多样性、广泛的功能性、潜在的创新性、极强的实用性和巨大的增效性, 因而受到各行业的重视, 产生的经济效益令人瞩目1.对于固体材料来说, 使用表面技术的主要目的是提高材料的抵御环境作用的能力;

6、使材料表面具有某种功能特性, 包括热、磁、光、电、吸附和分离等各种物理和化学性能; 可以实现在特定的表面上加工, 从而制造元器件、构件和零部件等.表面技术使材料表面具有某种特殊功能主要是通过以下两种途径2得以实现的: 施加各种覆盖层, 主要采用各种涂层技术, 包括电镀、化学镀、堆焊、热喷涂、塑料粉末涂敷、热浸涂、搪瓷涂敷、陶瓷涂敷、真空蒸镀、溅射镀、离子镀、化学气相沉积、分子束外延制膜、离子束合成薄膜技术等. 此外, 还有其他形式的覆盖层, 例如各种金属经过氧化和磷化处理后的膜层和贴片的整体覆盖层等. 用机械、物理、化学等方法, 改变材料表面的形貌、化学成分、相组成、微观结构、缺陷状态或应力状

7、态, 即采用各种表面改性技术. 主要有喷丸强化、表面热处理、化学热处理、等离子体表面处理、激光表面处理、电子束表面处理、高密度太阳能表面处理、离子注入表面改性等. 1 绪论1.1 反应等离子喷涂技术1.1.1 反应等离子喷涂的工作原理及反应过程反应等离子喷涂是利用等离子焰流作为热源, 引发所喷涂粉末发生高温自蔓延反应, 反应放出的热量使其本身迅速蔓延, 从而在焰流中合成所需产物, 并以极高的速度喷出, 沉积到基体上形成涂层3. 产物的合成以及涂层的形成几乎是同步完成的. 这种表面工程技术可以提高工件耐蚀、耐磨、耐热等性能. 其工作原理如图1所示, 其中等离子弧是一种高能密度热源, 当喷枪的钨电

8、极 (阴极) 和喷嘴 (阳极) 分别接电源负极和正极(工件不带电) 时, 通过高频振荡器激发引燃电弧, 使供给喷枪的工作气体在电弧的作用下电离成等离子体. 由于热收缩效应, 磁收缩效应和机械收缩效应的联合作用, 电弧被压缩, 形成非转移型等离子弧. 图1 反应等离子喷涂工作原理Fig.1 The schematic plan of the reactive plasma spraying 以TiN涂层的形成过程为例, 其反应过程如图2所示4. Ti粉颗粒在进入高温等离子焰流中的一瞬间就开始熔化、收缩, 表面甚至被部分汽化. 在这种状态下, Ti粉颗粒表面与氮等离子体中的N原子、离子及部分 N2

9、分子充分接触, 发生燃烧合成反应并放出大量的热量. 由于等离子气流的作用, 表面反应后的Ti颗粒在熔化状态下会不断的旋转, 使内部没有反应的Ti运动到颗粒的表面, 进一步进行氮化反应. 而剧烈的反应和等离子气体使大部分生成的TiN熔滴破碎成细小的颗粒, 在撞击基体之前, 这些小颗粒部分团聚在一起, 还有部分团聚以后被烧结形成较大的颗粒团聚体, 然后撞击到基体表面, 形成TiN涂层. 图2 反应等离子喷涂TiN涂层过程示意图 Fig.2 Schematic process of reactive plasma spraying TiN coating 1.1.2 反应等离子喷涂的特点反应等离子喷

10、涂技术是在火焰喷涂之后大力发展起来的一种新型多用途的精密喷涂方法, 它具有以下特点: 反应温度很高, 有利于进行高熔点材料的喷涂. 喷射粒子的速度高, 所形成的涂层致密, 粘结强度高. 由于使用惰性气体作为工作气体, 所以喷涂材料不易氧化, 性能好. 1.1.3 影响涂层质量的工艺参数 在反应等离子喷涂过程中, 影响涂层质量的工艺参数5很多, 主要有: 等离子气体气体的选择原则主要根据的是可用性和经济性, N2气便宜, 并且离子焰热焓高, 传热快, 有利于粉末的加热和熔化, 但是对于容易发生氮化反应的粉末或基体则是不适用的. Ar气电离电位较低, 等离子弧稳定且易于引燃, 弧焰较短, 适用于小

11、件或薄件的喷涂, Ar气还具有很好的保护作用, 但Ar气的热焓低, 并且价格昂贵, 所以要综合考虑, 有效的选择等离子气体. 电弧功率 电弧功率太高, 会使电弧温度升高, 更多的气体将转变成为等离子体, 在大功率,低工作气体流量的情况下, 几乎全部工作气体都转变为活性等离子流, 等离子火焰温度也很高, 这可能使一些喷涂材料气化并引起涂层成分改变, 喷涂材料的蒸汽在基体与涂层之间或涂层的叠层之间凝聚引起粘接不良. 此外还可能使喷嘴和电极烧蚀. 而电弧功率太低, 则得到部分离子气体和温度较低的等离子火焰, 又会引起粒子加热不足, 涂层的粘结强度, 硬度和沉积效率较低. 供粉 供粉速度必须与输入功率

12、相适应. 过大, 会出现生粉(未熔化), 导致喷涂效率降低; 供粉速度过低, 粉末氧化严重, 并造成基体过热. 喷涂距离喷涂距离过大, 粉粒的温度和速度都会下降, 结合力、气孔、喷涂效率也会明显下降; 喷涂距离过小, 会使基体温升过高, 基体和涂层氧化, 影响涂层的结合. 在基体升温允许的情况下, 喷涂距离应该适当小些. 基体温度控制 较理想的喷涂工件是在喷涂前把工件预热到喷涂过程所要达到的温度, 然后在喷涂过程中对工件采用喷气冷却的措施, 使其保持原来的温度. 1.2 等离子增强化学气相沉积技术1.2.1 等离子增强化学气相沉积的性质及原理等离子增强化学气相沉积是借助微波或射频产生辉光放电,

13、 使含有薄膜组成原子的气体电离, 在局部形成等离子体, 而等离子体化学活性很强, 这就会降低沉积温度, 很容易发生反应, 从而在基片上沉积出所需要的薄膜. 等离子增强化学气相沉积的方法早已用来制备多种非晶半导体材料, 它的优势在于可以在比传统的热化学气相沉积更低的温度下获得化合物的薄膜材料. 之所以具有低的沉积温度, 是由于在辉光放电的低温等离子体中含有大量高能量的电子, 它们提供了化学气相沉积过程所需的激活能. 电子与气相分子的碰撞促进了气体分子的分解、化合、激发和电离过程, 生成活性很高的各种化学基团, 因而显著降低薄膜沉积的温度, 使原来需要在高温下才能进行的化学气相沉积过程可以在低温下

14、得到实现. 等离子增强化学气相沉积的设备主要有镀膜室、电极、射频电源、样品加热台、泵抽系统、真空测量系统、电控系统、气路系统等组成, 其沉积设备及原理如图3所示: 图3 等离子增强化学气相沉积设备和原理图 Fig.3 The sketch of PECVD set-up in this work and its working principle1.2.2 等离子增强化学气相沉积的主要过程采用等离子增强化学气相沉积技术制备薄膜材料时, 薄膜的生长主要包含三个过程6:首先, 在非平衡等离子体中, 电子与反应气体发生初级反应, 使得反应气体发生分解, 形成离子和活性基团的混合物.其次, 各种活性基

15、团向薄膜生长表面和管壁扩散输运, 同时发生各反应物之间的次级反应.最后, 到达生长表面的各种初级反应和次级反应产物被吸附并与表面发生反应, 同时伴随有气相分子物的再放出.具体说来, 基于辉光放电方法的等离子增强化学气相沉积技术是通过高能电子和反应气体分子的非弹性碰撞, 使气体分子电离或者使其分解, 产生中性原子和分子生成物. 正离子受到离子层加速电场的加速与上电极碰撞, 放置衬底的下电极附近也存在有一较小的离子层电场, 所以衬底也受到某种程度的离子轰击. 因而使分解产生的中性物扩散到达管壁和衬底. 这些粒子和基团在漂移和扩散的过程中, 由于平均自由程很短, 所以都会发生离子-分子反应和基团-分

16、子反应等过程. 到达衬底并被吸附的化学活性物的化学性质都很活波, 由它们之间的相互反应从而形成薄膜. 1.2.3 等离子增强化学气相沉积的优缺点各种表面处理技术都有它的优缺点, 等离子增强化学气相沉积技术也不例外, 它的优缺点是: 优点等离子增强化学气相沉积技术具有沉积温度低、沉积速度快、产能大、工艺较为简单且重复性好、薄膜均匀性好、可大面积制备等优点. 缺点 但等离子增强化学气相沉积技术的工艺尾气有一定的危害性, 对环境和人体均会造成不利的影响, 需要在设计上采取适当的处理设施和相应的防范措施, 将危险和有害因素减少到最低程度, 从而达标排放, 并保证工作人员在生产过程中的安全和健康. 1.

17、2.4 影响涂层质量的工艺参数 沉积温度沉积温度是影响沉积层质量的重要因素, 而每一种材料都有自己最好的沉积温度范围. 总的来说, 温度越高, 等离子增强化学气相沉积的化学反应速率就越快, 气体分子或原子在基材表面吸附和扩散作用就越强, 所以沉积速率也越快, 这使沉积层致密性好, 结晶完美, 但过高的沉积温度也会造成晶粒粗大的现象. 当沉积温度过低时, 会使反应不完全, 产生不稳定的结构和中间产物, 这会使沉积层和基材表面的结合强度大幅下降. 反应气体分压 (气体配比) 反应气体分压是决定沉积层质量好坏的重要影响因素之一, 它直接影响沉积层形核、生长、 沉积速率、 组织结构和成分等, 所以在实

18、验中要合理的选择. 沉积室压力 沉积室压力7与化学反应过程密切相关, 压力会影响沉积室内热量和质量及动量传输, 因此影响沉积速率、沉积层质量和沉积层厚度的均匀性. 2 性能2.1 反应等离子喷涂制备涂层的特点Lisong Xiao等8在Q235钢的基体材料上成功制备了TiN涂层, 并用XRD分析TiN涂层的相组成, 用SEM和TEM来观察涂层的微观结构, 结果表明: 用反应等离子喷涂技术制备的TiN 涂层是由TiN (主要) 和Ti3O 组成的, 该涂层的厚度大于300 m, 由等轴并且均匀的纳米尺度的颗粒组成, 并且在这些涂层中没有发现柱状晶的存在. 且晶粒尺寸随着输入功率的增加而变的越来越

19、粗大. 实验结果如下所示:(1) 涂层的相组成图4 TiN涂层的XRD Fig.4 X-ray diffraction pattern on the coating of TiN图4为TiN涂层的XRD, 从图中可以看出, 涂层中只存在TiN (fcc) 和Ti3O (hcp), 而不存在其它相. TiN存在五个尖锐的峰值, 这表明TiN是该涂层的主相, 它们的晶面分别为: (111) 、 (200) 、(220)、(311) 和 (222), 其中, (111) 和 (200) 是择优取向的方向. 然而, 在XRD图谱中同时存在Ti3O的五个较弱的峰, 它们的晶面分别为: (110)、 和

20、(223), 其中, 是密排面. TiN的 (200) 之所以是择优取向的方向, 是由于反应等离子喷涂的温度梯度大, 冷却速度快, 这就使得涂层中TiN相的择优取向变得复杂, 从而使密排面111不是择优取向长大的唯一晶面.(2) 涂层微观结构图5 TiN涂层横截面的SEM图 (a) 200倍 (b) 2000倍 Fig.5 The cross-section SEM images of the TiN coating (a) 200× (b) 2000×图5为TiN涂层横截面的SEM图, 该涂层喷涂在一个典型的层状结构的基板上, 层与层之间呈波浪状形式结合在一起, 具有典型

21、的反应等离子喷涂涂层的层状组织结构, 这对于提高涂层的结合强度, 抑制裂纹扩展, 提高涂层韧性有利. 通过分析, TiN涂层的厚度超过300 m, 而以前的文献报道表明TiN涂层的性能取决于它的厚度, TiN涂层越厚，涂层所具有的耐磨性和耐腐蚀性越好. 此外, 如果TiN涂层的厚度低于12 m, 就不能阻止腐蚀介质的渗透. 因此, 使TiN获得更好性能的方法就是使涂层增厚. 与以前文献中报道的TiN涂层相比, 本实验中的TiN涂层具有更好的性能. 同时, 实验中还发现在涂层中存在少量的孔隙和裂缝, 这是实验中不可避免的, 但我们可以通过控制工艺参数使这些缺陷减到最小. 为了观察反应等离子喷涂制

22、备的TiN涂层的晶粒尺寸, 还对所制备的涂层进行了TEM分析. 图6为TiN涂层的TEM明场像和选区电子衍射的花样. TEM图像表明, 用反应等离子喷涂制备的TiN涂层是由等轴并且均匀的纳米尺度的颗粒组成, 并且在这些涂层中没有发现柱状晶的存在. 当输入功率分别为26 kW (如图5(a)所示) 和32 kW (如图5(b)所示) 时, 平均晶粒尺度分别为70 nm和90 nm, 这是由于输入功率越大, 等离子体喷射的温度就越高, 因此, 随着输入功率的增加, 基板的温度会大幅度升高, 这就降低了冷却速度. 从而, 当输入功率增加时, 晶粒就会变得更粗大. 衍射环和衍射斑 (图5(b)中的点)

23、 皆表明, TiN涂层的晶体结构是面心立方结构 (fcc) .图6 TiN涂层的TEM图 (a) 输入功率为26 kW (b) 输入功率为32 kW Fig.6 The TEM images of the TiN coatings (a) 26 kW (b) 32 kW冯文然等9通过反应等离子喷涂技术在Q235钢的基底上成功制备了TiN涂层, 并检测了TiN涂层在不同载荷下的显微硬度, 结果如图7所示:图7 TiN涂层横截面显微硬度-载荷函数关系曲线 Fig.7 The curve of the microhardness-loading of TiN coatings cross secti

24、on由图7可知, 随着压制载荷的增大, TiN涂层的显微硬度值逐渐减小, 即表现出硬度压痕尺寸效应. 在低载荷时变化趋势较明显, 曲线的斜率很大, 当载荷增到200 g以上时, 曲线变化趋于缓和, 斜率变小. 曲线在200 g处出现突变的原因可能是载荷低于200 g时, 涂层的显微硬度压痕尖角处没有出现微裂纹, 此时压痕周围的应力很高, 并且载荷较低时卸载后压痕表面的面积变化程度较大, 因此压痕尺寸效应比较明显; 而当载荷增到200 g及以上时, 压痕尖角处开始出现微裂纹, 微裂纹的出现在一定程度上可以使压痕周围的高应力场得以释放, 使能量降低, 这就使显微压痕表面积的回复程度减弱, 表现为压

25、痕尺寸效应减弱. 显微硬度-载荷曲线的斜率能够反映材料的加工硬化程度, 斜率越大, 说明加工硬化程度越高; 反之, 则加工硬化程度较低. 因此, 从图中可以看出TiN涂层的加工硬化程度随载荷的增加而逐渐降低, 从而反映出该涂层具有比较优异的韧性, 这就克服了TiN陶瓷材料韧性差的缺点. 2.2 等离子增强化学气相沉积制备涂层的特点B. Borer 等10通过等离子增强化学气相沉积的方法使SiOX薄膜分别沉积在盐和硅胶的基体上, 并通过扫描电子显微镜 (SEM) 分析了包覆颗粒的横截面. 结果表明, 在光滑的盐晶体上沉积的薄膜呈现出致密并且连续的薄膜形态, 这种结构形态会使SiOX薄膜的性能得到

26、很大的提高, 然而在基体表面上存在的杂质颗粒又会造成结节性缺陷. 通过对比可以发现, 在硅胶微粒上沉积的薄膜是不连续的, 并且能观察到柱状生长结构, 该结构使膜的性能降低. 实验结果如下所示:(1) 在盐晶体上不同沉积时间下SiOX薄膜横断面的SEM分析图8在盐晶体上不同沉积时间下的SiOX薄膜的断裂面 Fig.8 Fracture cross-sections of deposited SiOx films on salt particles after different deposition times图8是在盐晶体上不同沉积时间下SiOX薄膜的横断面, 从图中可看出, SiOX薄膜的厚

27、度随沉积时间的增加而增加, 膜光滑、致密、连续. 下图9是沉积薄膜的厚度为200 nm时, 一些杂志颗粒会弥漫的分布在膜中, 使薄膜表面存在结节性缺陷. 这些杂质颗粒主要是由于颗粒和膜材料在循环过程中磨损产生的. 图9在盐晶体上沉积SiOX薄膜的结节性缺陷 Fig.9 Nodular defect in a SiOX thin film deposited on a salt particle(2) 在硅胶基体上不同沉积时间下SiOX薄膜断裂面的SEM分析图10在硅胶基体上不同沉积时间下的SiOX薄膜的断裂面 Fig.10 Fracture cross-sections of deposite

28、d SiOx films on silica gel particles after different deposition times图10是在硅胶基体上不同沉积时间下SiOX薄膜的断裂面, 从图中可看出, 与盐晶体上沉积的SiOX薄膜相比, 硅胶基体上沉积的SiOX薄膜粗糙并且不连续. 在早期 (1分钟) 无法在粗糙的基体上看到涂层. 5分钟后, 开始出现柱状的结构. 分析可知, 硅胶颗粒起了形核中心的作用, 在硅胶颗粒上薄膜的沉积加强. 并且从图中可以明显看到随着沉积时间的增加, 这些柱状颗粒长大, 但是数量减少. 原因是小的柱状颗粒被大的所吞没, 然后他们一起长大. 比较可知, 在硅

29、胶基体上沉积的SiOX薄膜的性能远不如在盐基体上沉积的SiOX薄膜的性能好. 叶小琴等11采用等离子增强化学气相沉积, 在单晶硅衬底上生长SiN薄膜, 研究了SiN薄膜对多晶硅电池性能的影响, 发现它能较大幅度地提高电池效率.表1为SiN薄膜对多晶硅体电池性能的改善情况. 从表中可以看出, 对电池短路电流ISC的提高作用非常大, 可达50 % . 开路电压UOC和填充因子Ff稍有提高. 而电池的转换效率平均增幅在40 %以上, 最高可达73.8 % . 图11为多晶硅体电池沉积SiN膜前后的I-U曲线, 沉积薄膜以后曲线方了许多, 性能有很大提高. 这主要是由于SiN薄膜具有很高的减反射能力,

30、 使膜吸收的光能增多, 效率提高. 同时, 该膜具有很好的钝化作用, 使少子载流子的寿命提高, 电流提高, 从而提高效率.表1 SiN薄膜对多晶硅体电池性能的改善情况Table1 SiN film improving the efficiency of solar cell 沉积情况ISC / mAUOC / mVFf / % / %前21.72566.10.55066.77后33.3583.80.605711.77提高/ %53.33.110.073.8图11多晶硅体电池沉积SiN膜前后的I-U曲线 Fig.11 The I-U curves before and after the pol

31、ysilicon cell deposited SiN film3 应用3.1 反应等离子喷涂技术的应用作为热喷涂技术领域的反应等离子喷涂, 其特点是等离子焰流温度高, 所以能喷涂较高熔点的材料, 并且工件不带电, 这就使基体材料选择范围更加广泛, 加之基体受热损伤小, 从而使制备的涂层比较致密, 孔隙率较低, 与基体有较高的结合强度等特点. 反应等离子喷涂技术可用于产品制造, 零件修复, 也可用作整个表面的喷涂, 同时对大型构件也可以实施有选择性的局部喷涂.目前, 广泛使用的反应等离子喷涂涂层材料12主要有: 纯金属粉末、合金粉末、复合粉末、陶瓷粉末等. 其中金属粉末主要包括用于抗腐蚀, 抗

32、潮湿的锌、铝、钛、钨、钒等金属. 合金粉末大多以镍、钻和铁基为主. 而陶瓷粉末主要有金属氧化物 (Al2O3, TiO2, Cr2O3, ZrO2, CeO2)、金属陶瓷 (WC-Co, WC-Ni等) , 这些材料硬度高、热稳定性好、抗腐蚀性能优异, 因而得到广泛应用. 反应等离子喷涂的应用广泛13, 可实现热障、耐磨、耐腐蚀和提高生物相容性等多种功能. 热障是反应等离子喷涂材料应用最早, 最广泛的功能. 使用反应等离子喷涂制备的热障涂层已经广泛的应用在航天飞机发动机引擎部件、燃烧室器壁、高效燃气轮机涡轮叶片、大型钢铁厂轧辊、核反应容器等方面. 在提高耐磨性方面, 反应等离子喷涂技术发挥了巨

33、大的作用, 制备的耐磨涂层已经在汽车、造纸、纺织等领域得到了广泛的应用. 汽车速度的不断提高对汽车发动机运动部件的耐磨性提出了更高的要求, 使用反应等离子喷涂制备的复合涂层可以大大降低材料的摩擦系数, 从而提高材料的性能. 另外, 反应等离子喷涂还被应用在生物医学领域, 为提高人工组织尤其是人工骨的生物相容性发挥了巨大的作用. 通常, 人们使用钛合金作为矫形外科和牙科的植入材料, 但钛合金植入人体后与人体组织不能产生化学结合, 长期使用后会发生松动. 研究表明, 羟基磷灰石涂层可极大的改善它们的生物活性, 并且采用反应等离子喷涂制备的羟基磷灰石涂层已经得到临床应用, 具有很好的效果. 这些涂层

34、的应用表明, 反应等离子喷涂技术是使材料获得良好的工作性能, 延长材料的使用寿命, 提高产品质量, 降低能源消耗, 节约材料的有效途径.3.2 等离子增强化学气相沉积技术的应用由于采用等离子增强化学气相沉积技术制备的薄膜具有特殊的性能, 而使该技术的应用广泛14: 绝缘薄膜在低温下沉积氮化硅, 氧化硅或硅的氮氧化物等的绝缘薄膜, 可以实现超大规模集成芯片的生产. 非晶和多晶硅薄膜 非晶硅是一种良好的半导体材料, 用途很广, 可以用于制作太阳能电池、电光摄影器件、光敏传感器及薄膜晶体管等, 其中最重要的应用就是制作太阳能电池. 多晶硅可以用作金属氧化物半导体元件的栅极以及场效应管的发射极, 它也

35、可以用作集成电路材料. 金刚石和类金刚石 金刚石是宝石之王, 然而, 金刚石天然矿产资源很少, 价格昂贵, 这就促使人们千方百计的进行金刚石的人工合成. 自从1983年开发的微波等离子增强化学气相沉积在低压下合成金刚石薄膜的方法取得突破性的进展以来, 金刚石的工业化生产就成为可能, 同时, 类金刚石也得到大量生产. 等离子体聚合随着技术的发展, 各个领域对新材料的需求变的十分的强烈. 由于等离子体聚合生成的聚合物具有高度交联的网络结构, 同时在反应过程中可以引入新的基元或元素, 实现材料的功能设计, 因此, 等离子体聚合技术日益引人注目, 正越来越广泛地用于开发具有介电特性、导电特性、感光特性

36、、光电转换功能或存储器开关功能的等离子体聚合膜和一些重要的有机金属复合材料.4 总结反应等离子喷涂技术在21世纪的应用市场潜力巨大, 特别是对于汽车工业, 反应等离子喷涂将提高汽车发动机表面的耐磨性, 但是现在仍有一些问题亟待解决15: 反应等离子喷涂形成的涂层的孔隙和裂纹将大大影响材料表面的性能, 今后有必要研究涂层的孔隙形状, 大小和分布以及引起等离子涂层的失效影响因素. 而等离子增强化学气相沉积技术在太阳能电池薄膜的制备上有着巨大的发展潜力, 因为等离子增强化学气相沉积技术可以制备出性能优异的光学减反射膜, 提高太阳能电池的效率, 但是如何利用等离子增强化学气相沉积技术制备出更加复杂的光

37、学薄膜结构仍是一个有待解决的问题. 随着科技的高速发展, 材料表面处理技术将在人们生活中担当更加重要的角色, 它将大大改善我们的生活, 但仍然需要我们进一步的研究问题, 解决问题, 并将最先进的技术应用到日常生活中, 为我们服务. 参考文献1 Liu G M. The Introduction of Surface Treatment Technology. Beijing: Chemical Industry Press, 2011: 1(刘光明. 表面处理技术概论. 北京: 化学工业出版社, 2011: 1)2 Yao S S, Li G Y, Hu W B. Surface Scienc

38、e and Technology. Beijing: Mechanical Industry Press, 2005: 2(姚寿山, 李戈杨, 胡文彬. 表面科学与技术. 北京: 机械工业出版社, 2005: 2)3 Dong Y C, Yan D R, He J N, Zhang J X, Li X Z, Feng W R. Proceeding of 2005 Materials Science and Engineering Conference. Hebei: Hebei University of Technology, 2006: 519(董艳春, 阎殿然, 何继宁, 张建新, 李香芝, 冯文然. 2005年国际材料科学与工程学术研讨会论文集.河北: 河北工业大学, 2006: 519)4 Chen H L, Yang H. Materials Heat Treatment Technology, 2009; 38 (20): 104 (陈海龙, 扬晖. 材料热处理技术, 2009; 38 (20): 104)5 Li Z S, Yang M A