Le film de revêtement en diamant désigne une fine couche de diamant polycristallin pur appliquée sur un substrat, généralement en carbure cémenté.
Le revêtement est obtenu par un processus connu sous le nom de dépôt chimique en phase vapeur (CVD).
Dans ce processus, des atomes de carbone sont déposés sur la surface du substrat, puis transformés en diamant à haute température et sous pression.
Les films de revêtement en diamant possèdent plusieurs propriétés essentielles qui les rendent très intéressants pour diverses applications industrielles.
Tout d'abord, ils présentent une dureté et une ténacité exceptionnelles, comparables à celles d'un cristal de diamant unique.
Ils sont donc très résistants à l'usure et à l'abrasion, ce qui les rend idéaux pour les applications où la durabilité est cruciale.
Outre leurs propriétés mécaniques, les films de revêtement diamantés possèdent également d'excellentes propriétés thermiques, électriques, optiques et acoustiques.
Ils sont donc polyvalents et peuvent être utilisés dans un large éventail d'applications.
Par exemple, ils peuvent être utilisés comme dissipateurs de chaleur pour les circuits intégrés et les dispositifs laser, comme fenêtres infrarouges et comme capteurs à couche mince.
Les films de revêtement en diamant trouvent également des applications dans les diaphragmes de haut-parleurs haute-fidélité, les couches de surface résistantes à l'usure pour les pièces mécaniques et les matériaux de dissipation thermique pour les diodes de transistor et les diodes laser.
En outre, les films de revêtement en diamant ont un potentiel dans les ordinateurs à grande vitesse, les circuits intégrés de grande taille, la microélectronique à haute température, l'optoélectronique, la technologie spatiale, la technologie laser et les communications modernes.
Ils peuvent également être utilisés comme feuilles de thermistance, avec une résistance à la température allant jusqu'à 600°C, et comme couches de surface pour lutter contre la corrosion chimique.
Il existe différentes méthodes pour préparer des films de diamant de haute qualité, notamment le dépôt chimique en phase vapeur par filament chaud (HFCVD), le dépôt chimique en phase vapeur par jet de plasma à arc continu (DC arc jet CVD) et le dépôt chimique en phase vapeur par plasma à micro-ondes (MPCVD).
Parmi ces méthodes, la MPCVD est considérée comme le meilleur choix en raison de sa stabilité, de la décharge sans électrode, de l'excellente capacité de focalisation du champ électrique et de la haute densité du plasma.
Il convient de mentionner qu'il existe également d'autres types de films de carbone de type diamant (DLC), tels que le ta-C, le a-C et le DLC à terminaison H. Ces films présentent de faibles coefficients de friction et de résistance à l'abrasion.
Ces films ont de faibles coefficients de frottement et sont utilisés dans l'industrie automobile et des machines pour économiser l'énergie dans les groupes motopropulseurs, les roulements, les arbres à cames et d'autres composants.
Les films DLC ont une dureté élevée et peuvent être déposés à des températures relativement basses en utilisant des couches de liaison appropriées.
La miniaturisation croissante des appareils dans divers domaines entraîne une demande croissante de contrôle précis de l'épaisseur, du motif et de la largeur des caractéristiques des revêtements diamantés.
Ceci est particulièrement important pour des applications telles que les dispositifs microélectromécaniques (MEMS), les dispositifs nanoélectromécaniques (NEMS) et les dispositifs biomédicaux.
Les revêtements de diamant ultra-minces sont souhaités pour l'emballage des dispositifs électroniques implantables, tandis que les revêtements de diamant ultra-minces hautement transparents conviennent aux dispositifs optiques et aux matériaux fonctionnels.
Les chercheurs travaillent activement à la mise au point de procédés de synthèse pour des revêtements de diamant (ultra-) minces aux propriétés contrôlées afin de répondre à ces applications spécifiques.
Dans l'ensemble, les films de revêtement en diamant offrent une dureté exceptionnelle, une résistance à l'usure, une conductivité thermique et toute une série d'autres propriétés souhaitables.
Ils ont trouvé de nombreuses applications dans divers secteurs et domaines de recherche, allant de l'électronique et de l'optique aux dispositifs biomédicaux et aux revêtements tribologiques.
Leurs avantages uniques, tels que la possibilité de faire croître différentes structures de surface et d'optimiser les propriétés des films, les rendent très polyvalents et précieux dans de nombreuses applications industrielles.
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