关于编制单晶金刚石项目可行性研究报告编制说明
单晶金刚石项目
可行性研究报告
编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.360docs.net/doc/88653746.html,
高级工程师：高建
关于编制单晶金刚石项目可行性研究报告
编制说明
（模版型）
【立项 批地 融资 招商】
核心提示：
1、本报告为模板形式，客户下载后，可根据报告内容说明，自行修改，补充上自己项目的数据内容，即可完成属于自己，高水准的一份可研报告，从此写报告不在求人。
2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整）
编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司
专
业
撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书
商业计划书可行性研究报告
目录
第一章总论 (1)
1.1项目概要 (1)
1.1.1项目名称 (1)
1.1.2项目建设单位 (1)
1.1.3项目建设性质 (1)
1.1.4项目建设地点 (1)
1.1.5项目主管部门 (1)
1.1.6项目投资规模 (2)
1.1.7项目建设规模 (2)
1.1.8项目资金来源 (3)
1.1.9项目建设期限 (3)
1.2项目建设单位介绍 (3)
1.3编制依据 (3)
1.4编制原则 (4)
1.5研究范围 (5)
1.6主要经济技术指标 (5)
1.7综合评价 (6)
第二章项目背景及必要性可行性分析 (7)
2.1项目提出背景 (7)
2.2本次建设项目发起缘由 (7)
2.3项目建设必要性分析 (7)
2.3.1促进我国单晶金刚石产业快速发展的需要 (8)
2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8)
2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8)
2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8)
2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9)
2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9)
2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10)
2.4项目可行性分析 (10)
2.4.1政策可行性 (10)
2.4.2市场可行性 (10)
2.4.3技术可行性 (11)
2.4.4管理可行性 (11)
2.4.5财务可行性 (11)
2.5单晶金刚石项目发展概况 (12)
2.5.1已进行的调查研究项目及其成果 (12)
2.5.2试验试制工作情况 (12)
2.5.3厂址初勘和初步测量工作情况 (13)
2.5.4单晶金刚石项目建议书的编制、提出及审批过程 (13)
2.6分析结论 (13)
第三章行业市场分析 (15)
3.1市场调查 (15)
3.1.1拟建项目产出物用途调查 (15)
3.1.2产品现有生产能力调查 (15)
3.1.3产品产量及销售量调查 (16)
3.1.4替代产品调查 (16)
3.1.5产品价格调查 (16)
3.1.6国外市场调查 (17)
3.2市场预测 (17)
3.2.1国内市场需求预测 (17)
3.2.2产品出口或进口替代分析 (18)
3.2.3价格预测 (18)
3.3市场推销战略 (18)
3.3.1推销方式 (19)
3.3.2推销措施 (19)
3.3.3促销价格制度 (19)
3.3.4产品销售费用预测 (20)
3.4产品方案和建设规模 (20)
3.4.1产品方案 (20)
3.4.2建设规模 (20)
3.5产品销售收入预测 (21)
3.6市场分析结论 (21)
第四章项目建设条件 (22)
4.1地理位置选择 (22)
4.2区域投资环境 (23)
4.2.1区域地理位置 (23)
4.2.2区域概况 (23)
4.2.3区域地理气候条件 (24)
4.2.4区域交通运输条件 (24)
4.2.5区域资源概况 (24)
4.2.6区域经济建设 (25)
4.3项目所在工业园区概况 (25)
4.3.1基础设施建设 (25)
4.3.2产业发展概况 (26)
4.3.3园区发展方向 (27)
4.4区域投资环境小结 (28)
第五章总体建设方案 (29)
5.1总图布置原则 (29)
5.2土建方案 (29)
5.2.1总体规划方案 (29)
5.2.2土建工程方案 (30)
5.3主要建设内容 (31)
5.4工程管线布置方案 (32)
5.4.1给排水 (32)
5.4.2供电 (33)
5.5道路设计 (35)
5.6总图运输方案 (36)
5.7土地利用情况 (36)
5.7.1项目用地规划选址 (36)
5.7.2用地规模及用地类型 (36)
第六章产品方案 (38)
6.1产品方案 (38)
6.2产品性能优势 (38)
6.3产品执行标准 (38)
6.4产品生产规模确定 (38)
6.5产品工艺流程 (39)
6.5.1产品工艺方案选择 (39)
6.5.2产品工艺流程 (39)
6.6主要生产车间布置方案 (39)
6.7总平面布置和运输 (40)
6.7.1总平面布置原则 (40)
6.7.2厂内外运输方案 (40)
6.8仓储方案 (40)
第七章原料供应及设备选型 (41)
7.1主要原材料供应 (41)
7.2主要设备选型 (41)
7.2.1设备选型原则 (42)
7.2.2主要设备明细 (43)
第八章节约能源方案 (44)
8.1本项目遵循的合理用能标准及节能设计规范 (44)
8.2建设项目能源消耗种类和数量分析 (44)
8.2.1能源消耗种类 (44)
8.2.2能源消耗数量分析 (44)
8.3项目所在地能源供应状况分析 (45)
8.4主要能耗指标及分析 (45)
8.4.1项目能耗分析 (45)
8.4.2国家能耗指标 (46)
8.5节能措施和节能效果分析 (46)
8.5.1工业节能 (46)
8.5.2电能计量及节能措施 (47)
8.5.3节水措施 (47)
8.5.4建筑节能 (48)
8.5.5企业节能管理 (49)
8.6结论 (49)
第九章环境保护与消防措施 (50)
9.1设计依据及原则 (50)
9.1.1环境保护设计依据 (50)
9.1.2设计原则 (50)
9.2建设地环境条件 (51)
9.3 项目建设和生产对环境的影响 (51)
9.3.1 项目建设对环境的影响 (51)
9.3.2 项目生产过程产生的污染物 (52)
9.4 环境保护措施方案 (53)
9.4.1 项目建设期环保措施 (53)
9.4.2 项目运营期环保措施 (54)
9.4.3环境管理与监测机构 (56)
9.5绿化方案 (56)
9.6消防措施 (56)
9.6.1设计依据 (56)
9.6.2防范措施 (57)
9.6.3消防管理 (58)
9.6.4消防设施及措施 (59)
9.6.5消防措施的预期效果 (59)
第十章劳动安全卫生 (60)
10.1 编制依据 (60)
10.2概况 (60)
10.3 劳动安全 (60)
10.3.1工程消防 (60)
10.3.2防火防爆设计 (61)
10.3.3电气安全与接地 (61)
10.3.4设备防雷及接零保护 (61)
10.3.5抗震设防措施 (62)
10.4劳动卫生 (62)
10.4.1工业卫生设施 (62)
10.4.2防暑降温及冬季采暖 (63)
10.4.3个人卫生 (63)
10.4.4照明 (63)
10.4.5噪声 (63)
10.4.6防烫伤 (63)
10.4.7个人防护 (64)
10.4.8安全教育 (64)
第十一章企业组织机构与劳动定员 (65)
11.1组织机构 (65)
11.2激励和约束机制 (65)
11.3人力资源管理 (66)
11.4劳动定员 (66)
11.5福利待遇 (67)
第十二章项目实施规划 (68)
12.1建设工期的规划 (68)
12.2 建设工期 (68)
12.3实施进度安排 (68)
第十三章投资估算与资金筹措 (69)
13.1投资估算依据 (69)
13.2建设投资估算 (69)
13.3流动资金估算 (70)
13.4资金筹措 (70)
13.5项目投资总额 (70)
13.6资金使用和管理 (73)
第十四章财务及经济评价 (74)
14.1总成本费用估算 (74)
14.1.1基本数据的确立 (74)
14.1.2产品成本 (75)
14.1.3平均产品利润与销售税金 (76)
14.2财务评价 (76)
14.2.1项目投资回收期 (76)
14.2.2项目投资利润率 (77)
14.2.3不确定性分析 (77)
14.3综合效益评价结论 (80)
第十五章风险分析及规避 (82)
15.1项目风险因素 (82)
15.1.1不可抗力因素风险 (82)
15.1.2技术风险 (82)
15.1.3市场风险 (82)
15.1.4资金管理风险 (83)
15.2风险规避对策 (83)
15.2.1不可抗力因素风险规避对策 (83)
15.2.2技术风险规避对策 (83)
15.2.3市场风险规避对策 (83)
15.2.4资金管理风险规避对策 (84)
第十六章招标方案 (85)
16.1招标管理 (85)
16.2招标依据 (85)
16.3招标范围 (85)
16.4招标方式 (86)
16.5招标程序 (86)
16.6评标程序 (87)
16.7发放中标通知书 (87)
16.8招投标书面情况报告备案 (87)
16.9合同备案 (87)
第十七章结论与建议 (89)
17.1结论 (89)
17.2建议 (89)
附表 (90)
附表1 销售收入预测表 (90)
附表2 总成本表 (91)
附表3 外购原材料表 (93)
附表4 外购燃料及动力费表 (94)
附表5 工资及福利表 (96)
附表6 利润与利润分配表 (97)
附表7 固定资产折旧费用表 (98)
附表8 无形资产及递延资产摊销表 (99)
附表9 流动资金估算表 (100)
附表10 资产负债表 (102)
附表11 资本金现金流量表 (103)
附表12 财务计划现金流量表 (105)
附表13 项目投资现金量表 (107)
附表14 借款偿还计划表 (109)
(113)
第一章总论
总论作为可行性研究报告的首章，要综合叙述研究报告中各章节的主要问题和研究结论，并对项目的可行与否提出最终建议，为可行性研究的审批提供方便。总论章可根据项目的具体条件，参照下列内容编写。（本文档当前的正文文字都是告诉我们在该处应该写些什么，当您按要求写出后，这些说明文字的作用完成，就可以删除了。编者注）
1.1项目概要
1.1.1项目名称
企业或工程的全称，应和项目建议书所列的名称一致
1.1.2项目建设单位
承办单位系指负责项目筹建工作的单位，应注明单位的全称和总负责人
1.1.3项目建设性质
新建或技改项目
1.1.4项目建设地点
XXXX工业园区
1.1.5项目主管部门
注明项目所属的主管部门。或所属集团、公司的名称。中外合资项目应注明投资各方所属部门。集团或公司的名称、地址及法人代表的姓名、国籍。
1.1.6项目投资规模
本次项目的总投资为XXX万元，其中，建设投资为XX万元（土建工程为XXX万元，设备及安装投资XXX万元，土地费用XXX万元，其他费用为XX万元，预备费XX万元），铺底流动资金为XX万元。
本次项目建成后可实现年均销售收入为XX万元，年均利润总额XX 万元，年均净利润XX万元，年上缴税金及附加为XX万元，年增值税为XX万元；投资利润率为XX%，投资利税率XX%，税后财务内部收益率XX%，税后投资回收期(含建设期)为5.47年。
1.1.7项目建设规模
主要产品及副产品品种和产量，案例如下：
本次“单晶金刚石产业项目”建成后主要生产产品：单晶金刚石
达产年设计生产能力为：年产单晶金刚石产品XXX(产量)。
项目总占地面积XX亩，总建筑面积XXX.00平方米；主要建设内容及规模如下：
主要建筑物、构筑物一览表
工程类别工段名称层数占地面积（m2）建筑面积（m2）
1、主要生产系统生产车间1 1 生产车间2 1 生产车间3 1 生产车间4 1 原料库房 1 成品库房 1
2、辅助生产系统
办公综合楼8 技术研发中心 4 倒班宿舍、食堂 5 供配电站及门卫室 1 其他配套建筑工程 1
合计
行政办公及生活设施占地面积
3、辅助设施道路及停车场 1 绿化 1
1.1.8项目资金来源
本次项目总投资资金XX.00万元人民币，其中由项目企业自筹资金XX.00万元，申请银行贷款XX.00万元。
1.1.9项目建设期限
本次项目建设期从2014年XX月至2015年XX月，工程建设工期为XX个月。
1.2项目建设单位介绍
项目公司简介
1.3编制依据
在可行性研究中作为依据的法规、文件、资料、要列出名称、来源、发布日期。并将其中必要的部分全文附后，作为可行性研究报告的附件，这些法规、文件、资料大致可分为四个部分：
项目主管部门对项目的建设要求所下达的指令性文件；对项目承办单位或可行性研究单位的请示报告的批复文件。
可行性研究开始前已经形成的工作成果及文件。
国家和拟建地区的工业建设政策、法令和法规。
根据项目需要进行调查和收集的设计基础资料。
案例如下：
1.《中华人民共和国国民经济和社会发展“十二五”规划纲要》；
2.《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》；
3.《产业“十二五”发展规划》；
4.《本省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》；
5.《国家战略性新兴产业“十二五”发展规划》；
6.《国家产业结构调整指导目录（2011年本）》；
7.《建设项目经济评价方法与参数及使用手册》（第三版）；
8.《工业可行性研究编制手册》；
9.《现代财务会计》；
10.《工业投资项目评价与决策》；
11.项目公司提供的发展规划、有关资料及相关数据；
12.国家公布的相关设备及施工标准。
1.4编制原则
（1）充分利用企业现有基础设施条件，将该企业现有条件（设备、场地等）均纳入到设计方案，合理调整，以减少重复投资。
（2）坚持技术、设备的先进性、适用性、合理性、经济性的原则，采用国内最先进的产品生产技术，设备选用国内最先进的，确保产品的质量，以达到企业的高效益。
（3）认真贯彻执行国家基本建设的各项方针、政策和有关规定，执行国家及各部委颁发的现行标准和规范。
（4）设计中尽一切努力节能降耗，节约用水，提高能源的重复利用率。
（5）注重环境保护，在建设过程中采用行之有效的环境综合治理措施。
（6）注重劳动安全和卫生，设计文件应符合国家有关劳动安全、劳动卫生及消防等标准和规范要求。
1.5研究范围
本研究报告对企业现状和项目建设的可行性、必要性及承办条件进行了调查、分析和论证；对产品的市场需求情况进行了重点分析和预测，确定了本项目的产品生产纲领；对加强环境保护、节约能源等方面提出了建设措施、意见和建议；对工程投资、产品成本和经济效益等进行计算分析并作出总的评价；对项目建设及运营中出现风险因素作出分析，重点阐述规避对策。
1.6主要经济技术指标
项目主要经济技术指标表
序号项目名称单位数据和指标
一主要指标
1 总占地面积亩
2 总建筑面积㎡
3 道路㎡
4 绿化面积㎡
5 总投资资金，其中：万元
建筑工程万元
设备及安装费用万元
土地费用万元
二主要数据
1 达产年年产值万元
2 年均销售收入万元
3 年平均利润总额万元
4 年均净利润万元
5 年销售税金及附加万元
6 年均增值税万元
7 年均所得税万元
8 项目定员人
9 建设期月
三主要评价指标
1 项目投资利润率% 29.80%
2 项目投资利税率% 40.55%
3 税后财务内部收益率% 18.97%
4 税前财务内部收益率% 26.51%
5 税后财务静现值(ic=10%)万元
6 税前财务静现值(ic=10%)万元
7 投资回收期(税后)含建设期年 5.47
8 投资回收期(税前)含建设期年 4.36
9 盈亏平衡点% 45.18%
1.7综合评价
本项目重点研究“单晶金刚石产业项目”的设计与建设，项目的建设将充分利用现有人才资源、技术资源、经验积累等，逐步在项目当地形成以市场为导向的规模化单晶金刚石生产基地，以研发和生产单晶金刚石为主，以满足当前市场的极大需求，进而增强企业的市场竞争力和发展后劲，并推动我国单晶金刚石事业的发展进程。
项目的实施符合我国相关产业发展政策，是推动我国单晶金刚石行业持续快速健康发展的重要举措，符合我国国民经济可持续发展的战略目标。项目将带动当地就业，增加当地利税，带动当地经济发展。项目建设还将形成产业集群，拉大产业链条，对项目建设地乃至中国的经济发展起到很大的促进作用。因此，本项目的建设不仅会给项目企业带来更好的经济效益，还具有很强的社会效益。
所以，本项目建设十分可行。
宝石级大单晶的技术及进展
宝石级金刚石大单晶的合成技术与最新研究进展 ◇贾晓鹏 天然金刚石资源匮乏，因此，自１９６３虽然会刚石有很多优异特性．但宝石级金刚石合成技术并使之商业化 ５５ ＾ｄｖ●ｎｃ●ｄＭ●ｔ●ｒｉ－ｈＩｎ“●”ｙ万方数据 ｏ～．
一手鹏迢甚钡—— ５６ 经成功实现了商业化。１９９０年，日本的 住友电气公司用大晶种方法生长出９ 克拉、沿晶体对角线方向的最大尺寸 为ｌ２ｍｍ的Ｉｂ型金刚石单晶，生长速度 提高到１５ｍｇ／ｈ‰１９９６年，ＤｅＢｅｅｒｓ 公司用１０００ｈ合成出２５克拉优质Ｉｂ型 金刚石单晶｝２０００年，住友公司将Ｉｌａ型 大单品的生长速度提高到６．８ｍｇ／ｈ， 合成出８克拉．沿晶体对角线方向的最 大尺寸为ｌＯｍｍ的优质Ⅱａ型金刚石单 晶¨０Ｉ。中国自１９９９年起，吉林大学超硬 材料国家重点实验室在国产六面顶压 机上开始系统地开展宝石级金刚石单 晶合成研究，并于２００２年合成出沿晶 体对角线方向的最大尺寸为４．５ｍｍ的 Ｉｂ型金刚石单晶，２００５年合成出４ｍｍ 的Ⅱａ型宅石级金刚石卜引。 一．宝石级金刚石大单晶生长 基本方法一一温差法 碳在Ｐ—Ｔ相图中存在石墨和金刚 石两相，其中石墨是低压稳定相，金刚 石是高压稳定相。由石墨直接向金刚 石的转变所需的压力和温度条件都很 高，一般需要１０ＧＰａ、３０００℃以上的压 力和温度。如果有金属触媒（如Ｆｅ、 Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等以及它们的合金）的参 与，石墨相变为金刚白．所需要的条件 将大为降低，通常在压力约为５．４ＧＰａ 和温度约为１４００℃的条件下石墨就能 转化为金刚石。 宝石级金刚石的生长通常采用温 度差法，静态高压法生长宝石级金刚 石的基本原理如图ｌ所示，作为溶剂的 金属触媒处于金刚石碳素源与金刚石 籽晶之间，碳素源处于高温端，籽晶处 于低温端，由于高温端的金刚石溶解 度大于低温端的溶解度，由温度差所 产生的溶解度差则成为碳素由高温端 向低温端扩散的驱动力，碳素在籽晶 处析出实现金刚石晶体的长大。由于 晶体生长的驱动力是由温度差所致， 因此也将该方法称为温度差法“引。 ＝、宝石级金刚石大单晶合成 的关键技术 温度梯度法合成宝石级金刚石具 有生长时间长（合成条件需要高度稳 定）、扩散场的变化难以预测（生长可 控性差）、生长状态不可商接观测，触 媒对晶体生长影响较大等技术难点， 针对这些特点吉林大学超硬材料国家 重点实验室解决了如下关键技术： １．稳定性问题：对控制系统进行 全新设计和优化改造，实现了对温度， 压力的高精密化控制－对传压介质材 料进行了优选，解决ｒ温度与压力长 时间的稳定性问题，满足了合成宝石 级金刚石的需要…ｌ。 ２．扩散场的调整：依据大量实验 结果，并借助有限元计算，对组装腔体 进行了设计，使之满足生长大尺寸优 质金刚石单晶的需要。 ３．提出了触媒配比原则，设计了 系列适合长时间生长优质宝石级金刚 石大单晶的触媒。 ４．晶型的可控设计：通过对触媒 的优选以及对扩散场的调整，实现了 晶型的可控生长，根据使用需求，合成 出了板状、塔状等不问晶型的优质宝 石级金刚石单晶１１０Ｊ１１６¨１引。 ５．氮、硼元素在金刚石内的可控 掺杂：通过对触媒和添加剂的优选，结 合扩散场的调整，实现了氮、硼杂质在 金刚石内的町控掺杂Ｉ¨Ｉ。 三．我国宝石级金刚石研究现 状和最新研究进展 宝石级金刚石可广泛地用于高硬 度材料的高精密机械加工，半导体激 光器和高功率激光武器等的散热片， 强酸、强碱、强辐射等极端恶劣条件下 尤其是航空航天领域的窗门材料、光 圈＇沮度梯度法合成大单昌示意图 瓤皿斟产业ＮＯ．８ ２瞄 万方数据
文献综述 常见错误
文献综述常见错误 1.正文的参考文献标注不对 ------------------ 例如，下面的错误标法： 经钝化后的刀具能有效提高刃口强度、提高刀具寿命和切削过程的稳定性。[1-2]大家知道刀具是机床的“牙齿”。 正确标法： …程的稳定性[1-2]。大家知道刀具是机床的“牙齿”….. --------------------------- 例如，下面的错误标法： 使其锋值减少或消除，达到圆滑平整，既锋利坚固又耐用的目的。[3] 正确标法： 使其锋值减少或消除，达到圆滑平整，既锋利坚固又耐用的目的[3]。 ------------------------- 例如：下面的错误标法： 1.1 金刚石膜的切削性能[20] （文献不要标注在各类标题上。） 金刚石膜涂层刀具为在硬质合金（Y G6）基体上通过非平衡磁控溅射镀制的一层约 12μm厚的金刚石薄膜，金刚石尺寸晶粒≥3μm。 正确标法： 1.1 金刚石膜的切削性能 金刚石膜涂层刀具为在硬质合金（Y G6）基体上通过非平衡磁控溅射镀制的一层约 12μm厚的金刚石薄膜，金刚石尺寸晶粒≥3μm[20]。 2.多数同学的参考文献书写不正确。 主要问题是参考文献的格式不对，不够规范。请严格按照我给出的模板修改。因为学校的检查主要针对格式是否符合要求。论文格式是否规范，也是各位同学的毕设论文得分的关键！ --------------------------- 例如，下面的错误标法： [3]祁瑞广. 发动机用刀具钝化机的研发与应用[A]. 工具技术,2008,2:15~16,3:25~26 （文献来源写错了）
正确写法： [3] 祁瑞广. 发动机用刀具钝化机的研发与应用[D]. 吉林大学学位论文，2008 -------------- 例如，下面的错误标法： [3] 杨振祥. 硬质合金可转位刀片刃口钝化方法及刃口圆弧半径的测量[J].工具技术，1990年第24卷第10期（按标准格式写文献，补全页码，英文标点后面加空格）正确写法： [3] 杨振祥. 硬质合金可转位刀片刃口钝化方法及刃口圆弧半径的测量[J]. 工具技术，1990，24（10）：2-7 -------------------------------- 例如，下面的错误标法： [6] 桂育鹏，于启勋. 刀具刃口钝化技术的探讨[J]. 北京市技术交流中心，1970-01-01（刊名不对，作者单位不是刊名。刊名是这篇文章的期刊名称，补全页码） 正确写法： [6] 桂育鹏，于启勋. 刀具刃口钝化技术的探讨[J]. 机械工人：冷加工，2004（6）：43-44 ---------------------------------- 例如，下面的错误标法： [3] 杨振祥. 硬质合金可转位刀片刃口钝化方法及刃口圆弧半径的测量[J]. 工具技术，1990，24（10）：2 正确写法： [3] 杨振祥. 硬质合金可转位刀片刃口钝化方法及刃口圆弧半径的测量[J]. 工具技术，1990，24（10）：2-7 ------------------------------------------ Fang N, Wu Q. The effects of chamfered and honed tool edge geometry in machining of three aluminum alloys [J]. College of Engineering, Utah State University（刊名不对，作者单位不是刊名）, 2005, 45:1178-1187 正确写法： Fang N, Wu Q. The effects of chamfered and honed tool edge geometry in machining of three aluminum alloys [J]. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2005, 45:1178-1187 3.存在错别字和不通顺的语句。 特别是某些段落是copy现有文章的，copy时存在很多错字和没有识别的文字。要求各位
单晶硅制备方法
金属1001 覃文远3080702014 单晶硅制备方法 我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。 单晶硅，英文，Monocrystallinesilicon。是硅的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%，甚至达到99.9999999%以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。 用途：单晶硅具有金刚石晶格，晶体硬而脆，具有金属光泽，能导电，但导电率不及金属，且随着温度升高而增加，具有半导体性质。单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第ЩA族元素，形成P型半导体，掺入微量的第VA族元素，形成N型，N型和P型半导体结合在一起，就可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能。 单晶硅是制造半导体硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。在开发能源方面是一种很有前途的材料。 单晶硅按晶体生长方法的不同，分为直拉法（CZ）、区熔法（FZ）和外延法。直拉法、区熔法生长单晶硅棒材，外延法生长单晶硅薄膜。直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。 直拉法 直拉法又称乔赫拉尔基斯法（Caochralski）法，简称CZ法。它是生长半导体单晶硅的主要方法。该法是在直拉单晶氯内，向盛有熔硅坩锅中，引入籽晶作为非均匀晶核，然后控制热场，将籽晶旋转并缓慢向上提拉，单晶便在籽晶下按照籽晶的方向长大。拉出的液体固化为单晶，调节加热功率就可以得到所需的单晶棒的直径。其优点是晶体被拉出液面不与器壁接触，不受容器限制，因此晶体中应力小，同时又能防止器壁沾污或接触所可能引起的杂乱晶核而形成多晶。直拉法是以定向的籽晶为生长晶核，因而可以得到有一定晶向生长的单晶。 直拉法制成的单晶完整性好，直径和长度都可以很大，生长速率也高。所用坩埚必须由不污染熔体的材料制成。因此，一些化学性活泼或熔点极高的材料，由于没有合适的坩埚，而不能用此法制备单晶体，而要改用区熔法晶体生长或其
金刚石(Diamond)
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 金刚石(Diamond) C【化学组成】成分中可含有N、B、Si、Al、Na、Ba、Fe、Cr、Ti、Ca、Mg、Mn 等元素。其中N、B 最为重要，是目前金刚石分类的基本依据。首先 根据是否含N 分为两类：一是含N 者为Ⅰ型，Ⅰ型又据N 的存在形式进一步 分为Ⅰa 型和Ⅰb 型。Ⅰa 型中N 含量大于0.1%，以细小片状的形式存在，增强了金刚石的硬度、导热性、导电性。天然金刚石中98%为Ⅰa 型。Ⅰb 型中 N 含量很小，N 以单个原子置换金刚石中的C，Ⅰb 型绝大多数见于人造金刚 石中，而仅占天然金刚石的1%左右。二是不含N 或含量极微(＜0.001%)，又根据是否含B 进一步分为Ⅱa 型和Ⅱb 型。Ⅱa 型一般不含B。天然的金刚石中Ⅱa 型含量很小。具良好的导热性是Ⅱa金刚石的特性。Ⅱb 型含B 杂质元素，往往呈天蓝色，具半导体性能，Ⅱb 型金刚石在自然界中也罕见。此外， 还可出现混合型金刚石，即同一颗粒金刚石内，氮的分布不均匀，既有Ⅰ型区，又有Ⅱ型区；或既有Ⅰa 型区，又有Ⅰb 型区。 【晶体结构】等轴晶系；；a0=0.356nm;Z=8。 在金刚石的晶体结构(图Z-5)中C 分布于立方晶胞的8 个角顶和6 个面中心, 在将晶胞平均分为8 个小立方体时，其中的4 个相间的小立方体中心分布有 C(图Z-5(a))。金刚石结构中的C 以共价键与周围的另外4 个C 相连,键角 109°28′16″，形成四面体配位(图Z-5(b))。金刚石具有紧密的结构，原子间以强共价键相连，这些特征造成了它具有高硬度、高熔点、不导电的特性。由于结构在{111}方向上原子的面网密度大，其间距也大，故产生{111}中等解理。 图Z-5 金刚石的晶体结构 (引自潘兆橹等，1993)
金刚石的成因研究(报告)
金刚石的成因研究 一、金刚石的基本特征 1．化学成分 除碳外，还经常含硅、铝、钙、镁、锰、铬、铁、氮和硼等杂质元素。除氮和硼外，其它杂质元素多以包裹体的形式存在，如磁铁矿、镁铝榴石、铬透辉石、绿泥石、黑云母、橄榄石以及石墨等。宝石级金刚石含杂质很少，研究证明主要杂质元素是氮和硼，并因此可划分出不同的类型，含氮者称Ⅰ型，其中若氮聚集成片晶，为Ⅰa型，若氮少且成分散状，则为Ⅰb型；不含氮者为Ⅱ型，其中含硼者为Ⅱb型，不含硼者为Ⅱa型。 2．物理性质[1] 金刚石纯净的为无色透明，常见的有含石墨包体的呈黑色，含铬的呈天蓝色，含铝或氮的呈黄色，此外还有较常见的褐色、烟灰色及少到罕见的乳白色、浅绿色、玫瑰色、红色、紫色、蓝色等金刚石。 金刚石的硬度是物质中最坚硬的，它的硬度是矿物硬度中最高的，为10（莫斯硬度）。严格的测量矿物硬度的大小是用绝对硬度—显微硬度计，金刚石的显微硬度为8000-10000kg/mm2，是刚玉的3-4倍，是石英的8倍。 金刚石的比重为3.47~3.56，抗磨性好，熔点高，约为4000℃，化学性质稳定，绝缘性好，耐酸、耐碱。具发光性，日光曝晒后或强光照射后，夜间在暗室中发出淡青蓝色磷光，在紫外线照射下发绿色、天蓝色或紫色萤光或不发光，不同地区的金刚石所发光色不同。并且钻石的热导率是所有矿物中最高的。 3．晶体特征 金刚石的晶体结构具立方面心晶胞。碳原子除位于立方体晶胞的角顶及面中心外，把此立方体晶胞划分成八个小立方体，则在相间排列的小立方体中心还存在着碳原子。 图表 1 金刚石的晶体结构 每一碳原子周围有四个碳原子围绕，形成四面体配位，整个构造可视为以角顶连接的四面体组合图一。碳原子间以共价键连结，致使金刚石具有高硬度、高熔点、不导电、化学性质稳定以及很强的抗酸性和抗碱性等特征。 金刚石晶体为立方晶系其结晶习性最常见是八面体，此外，还有立方体、菱形十二面体以及变立方体等。也有呈磨圆的或呈扁平的，双晶常见。
优质立方六面体金刚石大单晶的生长研究_陈奎
第39卷第2期 人 工 晶 体 学 报 Vol .39 No .2 2010年4月 JOURNAL OF SY NT HETI C CRYST ALS Ap ril,2010 优质立方六面体金刚石大单晶的生长研究 陈 奎1,臧传义1,陈立学2,陈孝洲1,吴 杰1,王 杰1 (1.河南理工大学材料科学与工程学院,焦作454000;2.吉林大学超硬材料国家重点实验室,长春130012) 摘要:高温高压静压触媒法合成的金刚石单晶,往往呈现六八面体形貌,因为立方六面体单晶{100}面的生长区间相对较小。本研究利用高温高压温度梯度法,自制Fe 2N i 合金触媒,通过对合成组装和工艺进行合理调整后,控制晶体在相对低温适合{100}面生长区域内生长,得到的晶体均呈现完整立方六面体形貌;同时为抑制包裹体和其他杂质的进入,人为的提高晶体的径向平铺生长速度,抑制其轴向生长速度。以在33h 内合成的优质立方六面体晶体为例,晶体最大方向尺寸达到7.3mm,重1.2克拉,其径向生长速度达到0.22mm /h,轴向生长速度仅为0.08mm /h,增重速度为7.3mg/h 。 关键词:高温高压温差法;立方六面体;径向生长速度;轴向生长速度 中图分类号:O78 文献标识码:A 文章编号:10002985X (2010)022******* 收稿日期:2009210226;修订日期:2010201206 基金项目:河南省教育厅自然科学基金(No .2009A430014);吉林大学超硬材料国家重点实验室开放课题(No .200801) 作者简介:陈 奎(19822),男,河南省人,硕士研究生。E 2mail:chenkui_@https://www.360docs.net/doc/88653746.html, 通讯作者:臧传义,副教授。E 2mail:dndzcy@hpu .edu .cn Growth of H i gh 2qua lity Large Cub i c Gem D i a m ond Crysta ls CHEN Kui 1,ZAN G Chuan 2yi 1,CHEN L i 2xue 2,CHEN X iao 2zhou 1,WU J ie 1,WAN G J ie 1 (1.School ofMaterial Science and Engineering,Henan Polytechnic University,J iaozuo 454000,China; 2.State Key Laborat ory for Superhard Materials,J ilin University,Changchun 130012,China ) (R eceived 26O ctober 2009,accepted 6January 2010)Abstract:Under high p ressure and high te mperature (HPHT ),the dia mond crystals often show hexoctahedral shape because of the gr owing regi on of the cubic {100}surface of a single crystal is very narr ow.The dia mond crystals were contr olled t o gr ow at a relatively l o w te mperature,which is suitable f or gr owth of {100}surface by te mperature gradient method (TG M )under HPHT,with self 2made Fe 2N i all oy s olvent assisted,thr ough adjusting the p r ocess of asse mbling and synthesis app r op riately .A ll the crystals were synthesized t o show comp lete mor phol ogy of cubic hexahedr on .A t the sa me ti m e,the radial crystal gr owth rate and inhibited its axial gr owth rate were i m p r oved t o inhibit inclusi ons and other i m purities int o the crystal .W ithin 33h,high 2quality hexahedral cubic crystals can be synthesized .The size of the l ongest di m ensi on is 7.3mm and the weight is 1.2carat .Its radial gr owth rate achieves 0.22mm /h,axial gr owth rate is only 0.08mm /h,and the weight gr owth rate could increased t o 7.3mg/h .Key words:TG M HPHT;cubic hexahedr on;radial gr owth rate;axial gr owth rate 1 引 言 金刚石不仅是自然界中具有硬度最高、热导率最好等诸多卓越性能的极限性功能材料,又是全世界人们
金刚石研究文献综述
合成金刚石文献综述 1 前言 金刚石，俗称钻石，在工业和宝石领域都起着重要的作用，在工业领域主要是作为超硬材料在采掘机械的钻头、切割机的刀具、磨具等，宝石用途主要是作为主镶宝石和陪镶宝石。随着天然金刚石的日渐稀少，人工合成金刚石成为世界各国晶体学研究的重要对象。 在目前的资料中，金刚石具有最大的原子密度（176atoms/nm3），最大可能的单位原子共价键数目，极强的原子键能（7.6eV），这些为金刚石的特殊性质提供了基础。金刚石是等轴晶系，立方晶胞，它的晶胞特点使得金刚石成为一种极限功能材料：最高硬度（10400kg/mm2），最高热导率（常温下20W/cm.K），最高传声速度（18.2km/s），最宽透光波段，抗强酸强碱腐蚀，抗辐射，击穿电压高，介电常数小，载流子迁移率大，绝大部分金刚石既是电的绝缘体，又是热的良导体，而掺杂后又可成为卓越的P型或N 型半导体。金刚石在常温下抗所有酸、碱的腐蚀，即便是在高温下也抗所有酸的腐蚀。在现代社会中，金刚石被广泛的应用到工业、科技、国防、医疗卫生等很多领域当中[1]。 2 正文 2.1金刚石的合成理论 金刚石的化学组分为碳，它和石墨同为碳的同质异象体，因此，合成金刚石的原理就是借助于金刚石组分为纯碳的特点，设法将石墨在一定条件下转化为金刚石。 目前人工合成金刚石的主要理论有三种，分别为：溶剂论、催溶论和固相转化论[3]。其中，溶剂论认为，在金刚石热力学稳定的高温高压条件下，在有触媒（比如金属）存在时，非金刚石型碳（比如石墨）溶解于熔融的金属中而形成一般意义上的化学溶液。当相对于金刚石的溶解度达到过饱和时，金刚石就会从溶液中成核晶出。无触媒存在时，则认为是在更高的压力和温度下，石墨熔化解体，温度降低时熔体冷凝而得到金刚石。总之，无论什么条件下。金刚石形成的前提是石墨的解体。有触媒存在时金刚石形成的
单晶制备方法综述
单晶材料的制备方法综述 前言：单晶(single crystal)，即结晶体内部的微粒在三维空间呈有规律地、周期性地排列，或者说晶体的整体在三维方向上由同一空间格子构成，整个晶体中质点在空间的排列为长程有序。单晶整个晶格是连续的，具有重要的工业应用。因此对于单晶材料的的制备方法的研究已成为材料研究的主要方向之一。本文主要对单晶材料制备的几种常见的方法进行介绍和总结。 单晶材料的制备也称为晶体的生长，是将物质的非晶态、多晶态或能够形成该物质的反应物通过一定的化学的手段转变为单晶的过程。单晶的制备方法通常可以分为熔体生长、溶液生长和相生长等［1］。 一、从熔体中生长单晶体 从熔体中生长晶体的方法是最早的研究方法，也是广泛应用的合成方法。从熔体中生长单晶体的最大优点是生长速率大多快于在溶液中的生长速率。二者速率的差异在10-1000倍。从熔体中生长晶体的方法主要有焰熔法、提拉法、冷坩埚法和区域熔炼法。 1、焰熔法［2］ 最早是1885年由弗雷米（E. Fremy）、弗尔（E. Feil）和乌泽（Wyse）一起，利用氢氧火焰熔化天然的红宝石粉末与重铬酸钾而制成了当时轰动一时的“日内瓦红宝石”。后来于1902年弗雷米的助手法国的化学家维尔纳叶（V erneuil）改进并发展这一技术使之能进行商业化生产。因此，这种方法又被称为维尔纳也法。 1.1 基本原理 焰熔法是从熔体中生长单晶体的方法。其原料的粉末在通过高温的氢氧火焰后熔化，熔滴在下落过程中冷却并在籽晶上固结逐渐生长形成晶体。 1.2 合成装置和过程： 维尔纳叶法合成装置
振动器使粉料以一定的速率自上而下通过氢氧焰产生的高温区，粉体熔化后落在籽晶上形成液层，籽晶向下移动而使液层结晶。此方法主要用于制备宝石等晶体。 2、提拉法［2］ 提拉法又称丘克拉斯基法，是丘克拉斯基(J.Czochralski)在1917年发明的从熔体中提拉生长高质量单晶的方法。2O世纪60年代，提拉法进一步发展为一种更为先进的定型晶体生长方法——熔体导模法。它是控制晶体形状的提拉法，即直接从熔体中拉制出具有各种截面形状晶体的生长技术。它不仅免除了工业生产中对人造晶体所带来的繁重的机械加工，还有效的节约了原料，降低了生产成本。 2.1、提拉法的基本原理 提拉法是将构成晶体的原料放在坩埚中加热熔化，在熔体表面接籽晶提拉熔体，在受控条件下，使籽晶和熔体的交界面上不断进行原子或分子的重新排列，随降温逐渐凝固而生长出单晶体。 2.2、合成装置和过程 提拉法装置 首先将待生长的晶体的原料放在耐高温的坩埚中加热熔化，调整炉内温度场，使熔体上部处于过冷状态；然后在籽晶杆上安放一粒籽晶，让籽晶接触熔体表面，待籽晶表面稍熔后，提拉并转动籽晶杆，使熔体处于过冷状态而结晶于籽晶上，在不断提拉和旋转过程中，生长出圆柱状晶体。 在提拉法制备单晶时，还有几种重要的技术：（1）、晶体直径的自动控制技术：上称重和下称重；（2）、液封提拉技术，用于制备易挥发的物质；（3）、导模技术。
(王启亮)高速生长CVD金刚石单晶
高速生长CVD金刚石单晶及应用 王启亮，吕宪义，成绍恒，张晴，李红东*，邹广田 (吉林大学超硬材料国家重点实验室，长春 130012 ) Email: hdli@https://www.360docs.net/doc/88653746.html, 摘要：本文简要地介绍了近年来国内外CVD金刚石单晶的高速生长和应用进展。我们的实验中，采用微波等离子体化学气相沉积（CVD）方法，同质外延高速生长金刚石单晶，通过改变反应腔压强、反应气氛（在CH4/H2中引入氮气N2、二氧化碳CO2、氧气O2、）等，调制单晶生长速率、质量、颜色、表面粗糙度、光谱等特性。利用高温氢等离子体进行退火，可使金刚石单晶的颜色有了很大的改善。我们研制了CVD金刚石单晶刀具，用于金属材料的曲面镜面加工。 关键词：高速生长；CVD；金刚石单晶；退火；金刚石工具 High-rate Growth of CVD Single-crystal Diamond and Application WANG Qi-liang, LV Xian-yi, CHENG Shao-heng, ZHANG-Qing, LI Hong-dong*, ZOU Guang-tian (State Key Laboratory of Superhard Materials, Jilin University, Changchun 130012) Abstract: In this paper, we briefly review the resent great improvements achieved for the high rate growth and applications of CVD single-crystal diamonds (SCDs). We have investigated the high rate homoepitaxial growth of SCDs dependent on reaction pressure, atmosphere (introducing the gaseous N2, O2, and/or CO2in H2/CH4) by microwave plasma CVD. The growth rate, the quality, color, surface roughness, and photoluminescence properties are efficiently controlled. Annealing by hydrogen plasma, the color of the SCDs has been great improved. We developed a CVD SCD cutter using for the curved mirror face polishing of metallic material. Keywords: High-rate growth; CVD; Single-crystal diamond; Annealing; Diamond cutter 1 引言 金刚石是已知自然界中最硬的材料，具有很多优异的特性，如：宽带隙、低的介电常数、室温下最高的热导率、极低的热膨胀系数和极佳的化学稳定性等等，是一种非常重要的功能材料，在微电子、光电子、生物医学、机械、航空航天和核能等高新技术领域中具有很好的应用前景，特别是金刚石单晶，由于其缺陷少、品质高，在某些应用领域具有不可替代的作用。但是，天然的金刚石单晶（特别是较大尺寸，晶型、取向等符合应用要求的单晶）在自然界中十分稀少，价格昂贵。高温高压法是人工合成金刚石单晶的重要方法，尽管其产量高，但是单粒的尺寸较小，而大尺寸单晶的获得对设备稳定性、实验参数等要求十分苛刻。另外高温高压法合成的单晶可能含有触媒等杂质，并且无法有效地进行半导体掺杂。在20世纪80年代初利用化学气相沉积(CVD)生长金刚石多晶膜，经二十多年的发展，相关技术已经十分成熟。同时，人们也开始了同质外延CVD金刚石单晶的研究，但是由于人们使用的生长条件与沉积多晶膜的条件相近，因而CVD金刚石单晶的进展较慢，生长速率基本在
金刚石材料的功能特性研究与应用
陶瓷专题 金刚石材料的功能特性研究与应用 高 凯,李志宏 (天津大学材料科学与工程学院,天津 300072) Study and Application on Functional Properties of Diamond Materials GAO Kai,LI Zhi hong (S chool of M ater ial S cience and Engineer ing,T ianj in Univer sity,T ianj in300072,China) Abstract:Functional properties of diamo nd mater ials and its study and application recent years on w ide bandg ap semiconducto rs,ultraviolet detectors,sing le pho to n source for quantum computer,so nic surface diffusion and electronic encapsulatio n w ere reviewed in this paper,and other po tential application on func tional proper ties of the diamond materials w ere expected. Key words:Diamo nd,Functional proper ty,Study,Application 摘要:本文综述了金刚石的功能特性及其近年来在宽禁带半导体、紫外探测器、量子计算机用单光子源、声波材料和电子封装等方面的研究与应用进展,并对金刚石材料在其它功能特性方面的开发与应用前景提出了展望。 关键词:金刚石;功能特性;研究;应用 中图分类号:TB33 文献标识码:A 文章编号:1002-8935(2010)04-0009-05 金刚石是目前工业化生产的最硬材料,其前通常利用其硬度特性广泛地作为加工、研磨材料。但它除了具有高硬度之外,其许多优异特性被逐渐发现和挖掘,如室温下高热导率、极低的热膨胀系数、低的摩擦系数、良好的化学稳定性、大的禁带宽度(5 5eV)、高的声传播速度、掺杂诱导的半导体特性以及高的光学透过率,使其在机械加工、微电子器件、光学窗口及表面涂层等许多领域有着广阔的应用前景。因此,金刚石材料的功能特性研究与应用引起了人们极大的兴趣,并在很多领域取得了突破和进展。 1 在宽禁带半导体方面的研究与应用 金刚石作为一种宽禁带半导体,在光电子学中的应用前景无疑是最引人注目的。但是由于n型金刚石半导体掺杂存在着一定的困难,使制备同质结的困难加大,目前领先的依然是麻省理工学院有关于金刚石薄膜p n结的研究[1],2001年麻省理工学院的Koizumi等第一次制备了金刚石薄膜p n结,在金刚石单晶的(111)面上以同质外延生长的方法制备了两层金刚石薄膜,p型半导体使用B元素掺杂金刚石薄膜而成,n型半导体则以P元素掺杂制备,然后他们对这个装置进行了改进,在施加20V 偏压电路的情况下,装置被激发出了紫外光,并且指出,该装置可以在高温下运作。Alexo v A等[2]则在掺杂B元素后的金刚石薄膜上用同质外延法制备了一层掺杂N元素的金刚石薄膜,但是并没有详细报道此p n结的电致发光等特性。之后有关同质结的报道很不常见,估计主要是还是因为金刚石n型半导体掺杂的可重复性存在着一定的困难所致,目前报道都集中于金刚石半导体异质结上,比如,已在Si晶片上生长含B金刚石薄膜[3],或者是制备肖特基二极管(Schottky diodes)和场效应晶体管(Field effect transisto rs,FET)。 1987年化学气相沉积(CVD)法制备含B金刚石薄膜的方法并不完善,所以Geis等[4]用合成含B 金刚石单晶的方法制备了由W元素接触的首个金刚石肖特基二极管,并在700下考察了样品的性能,确定了样品具有很高的击穿场强。同一课题组的相关人员进一步考察了不同金属元素接触对金刚石肖特基二极管性能的影响[5],大量的工作表明,使用Al,Au,H g元素作为含B金刚石的表面接触元
宝石级人造钻石(大颗粒单晶金刚石)的设备介绍----MPCVD新型的方法
宝石级人造钻石（大颗粒单晶金刚石）的设备介绍----MPCVD新型的方法 介绍CVD金刚石设备，主要为微波CVD设备，是被公认的能够制备高品级的大颗粒金刚石和大面积金刚石厚膜。有需要CVD设备，主要提供1 kW 5 kW 8 kW 微波等离子体CVD 设备，也欢迎咨询！ 目前化学气相沉积（CVD）法制备金刚石主要有：热丝CVD，直流电弧CVD，微波等离子体CVD。这些方法在本质上都是用某种形式的能量来激励和分解含碳化合物气体分子,并在一定条件下使金刚石在基片表面成核和生长。 用于刀具涂层的热丝设备能够工业化得直流设备能够制备高品级钻石的微波设备 热丝CVD 直流 CVD 微波CVD 各自的内部结构图，可以发现三者就是激发等离子体的方式不一样，有各自的优缺点 做出来的金刚石的质量也是不一样的哦，看对比就知道了
热丝主要用于刀具涂层上直流法生长不够稳定微波法最好，但是耗资较大 三者对比可是看的出来的哦，三种方法做出来的东西就是不一样的 因此，只有微波法能做出高品级金刚石！
直接看看微波CVD金刚石的应用就知道好了：光学级金刚石能够应用到各个领域 更重要的是，可以做钻石的！
apollo公司生产0.28-0.67克拉的粉红CVD钻石，目前无色钻石最大可达16克拉 微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)是制备高品质金刚石膜的首选方法。主要优点为：无内部电极,可避免电极放电污染;运行气压范围宽; 能量转换效率高;可以产生大范围的高密度等离子体;微波和等离子体参数均可方便地控制等. 所以,它是制备大面积均匀、无杂质污染的高质量金刚石膜的有开 发前景的重要方法. MPCVD 装置通常分为微波系统、等离子体反应室、真空系统和供气系统等四大部分. 微波系统包括微波功率源、环行器、水负载、阻抗调配器,有时还包括测量微波入射和反射功率的定向耦合器及功率探头和显示仪表. 微波频率通常选用工业用加热频段的2. 45GHz. 真空和统由真空泵、真空阀门和真空测量仪器(包括真空规管和显示仪器) 组成. 供气系统由气源、管道和控制气体流量的阀和流量计等组成. 这三个部分各自都是通用型的,可以适用于各种类型的MPCVD 装置和其他用途的实验装置. 等离子体反应室包括微波与等离子体的耦合器、真空沉积室以及基片台等. 不同类型的PCVD 装置的区别在于等离子体反应室形式的不同. 从真空沉积室的形式来分,有石英管式、石英钟罩式和带有微波窗的金属腔体式. 从微波与等离子体的耦合方式分,有表面波耦合式、直接耦合式和天线耦合式. 在过去的20年里，金刚石膜MPCVD装置经历了从早期的石英管、石英钟罩式，到后期的圆柱谐振腔式、椭球谐振腔式以及圆周天线式(CAP)谐振腔的发展。下面一一进行介绍： 1. 直接耦合石英管式MPCVD装置的结构 装置图
文献综述
功能薄膜材料及其研究 （中南大学材料科学与工程，湖南长沙） 摘要：综述了功能薄膜材料及其研究，介绍了装饰膜、硬质薄膜、光学薄膜、电子薄膜等功能薄膜材料的性能特点及其制备应用，并简析功能薄膜材料未来的发展前景。 关键词：功能薄膜材料薄膜制备发展综述 引言：在科学发展日新月异的今天，大量具有各种不同功能薄膜得到广泛的应用，薄膜作为一种重要的材料在材料领域占据着越来越重要的地位。薄膜是以特殊方式形成的具有独特结构和性能、厚度为亚纳米和微纳米级的附着于固体表面的二维材料，常用的薄膜材料有：硬质薄膜、信息薄膜、装饰膜、润滑膜、光学薄膜、电子薄膜、光电子薄膜、生物薄膜、化学功能薄膜、能量变换功能薄膜等。薄膜功能材料具有极其优良的力学、电学、磁学、光学、等化学性质，可以被用来制作具有特殊性能的涂层，广泛应用于航空航天、核工业、生物、传感器、发动机等行业。现正致力于新型薄膜材料的研究和开发，以满足高技术时代发展的需求。 一、功能薄膜材料 1.装饰薄膜 1.1装饰薄膜简介 装饰膜除了美观作用外，还有一些其他性能，如：隔热、保暖、隔紫外线、安全防爆防盗防弹、私密性等。装饰膜种类很多，家具贴膜、地板保护膜、墙面贴膜等。装饰膜由多层涂层组成，其性能主要有基材决定。装饰膜可分为：PVC （真空吹塑膜）：力学性能好，化学性能稳定，难燃，成本低。缺点热稳定性差，软化温度低，只能在80℃以下条件中使用，受热会引起不同程度降解；PP：成型性好，收缩率高，力学性能优良，耐热温度高，在150℃时不施加外力不会变形，耐寒性不如PE；PET：具有较高的成膜性和成型性，很好的光学性能和耐候性，耐磨耗摩擦性、尺寸稳定性、电绝缘性，非晶态具有良好的光学透明性。1.2装饰薄膜制备 装饰膜的制备方法有电镀、磁控溅射法和离子镀。电镀是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形
单晶硅片制作工艺流程
单晶硅电磁片生产工艺流程 ?1、硅片切割，材料准备： ?工业制作硅电池所用的单晶硅材料，一般采用坩锅直拉法制的太阳级单晶硅棒，原始的形状为圆柱形，然后切割成方形硅片（或多晶方形硅片），硅片的边长一般为10~15cm，厚度约200~350um，电阻率约1Ω.cm的p型（掺硼）。 ?2、去除损伤层： ?硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷，这就会产生两个问题，首先表面的质量较差，另外这些表面缺陷会在电池制造过程中导致碎片增多。因此要将切割损伤层去除，一般采用碱或酸腐蚀，腐蚀的厚度约10um。 ? ? 3、制绒： ?制绒，就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀，使其凸凹不平，变得粗糙，形成漫反射，减少直射到硅片表面的太阳能的损失。对于单晶硅来说一般采用NaOH加醇的方法腐蚀，利用单晶硅的各向异性腐蚀，在表面形成无数的金字塔结构，碱液的温度约80度，浓度约1~2%，腐蚀时间约15分钟。对于多晶来说，一般采用酸法腐蚀。 ? 4、扩散制结：
?扩散的目的在于形成PN结。普遍采用磷做n型掺杂。由于固态扩散需要很高的温度，因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要，要求硅片在制绒后要进行清洗，即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。 ? 5、边缘刻蚀、清洗： ?扩散过程中，在硅片的周边表面也形成了扩散层。周边扩散层使电池的上下电极形成短路环，必须将它除去。周边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降，以至成为废品。 目前，工业化生产用等离子干法腐蚀，在辉光放电条件下通过氟和氧交替对硅作用，去除含有扩散层的周边。 扩散后清洗的目的是去除扩散过程中形成的磷硅玻璃。 ? 6、沉积减反射层： ?沉积减反射层的目的在于减少表面反射，增加折射率。广泛使用PECVD淀积SiN ,由于PECVD淀积SiN时,不光是生长SiN 作为减反射膜,同时生成了大量的原子氢,这些氢原子能对多晶硅片具有表面钝化和体钝化的双重作用,可用于大批量生产。 ? 7、丝网印刷上下电极： ?电极的制备是太阳电池制备过程中一个至关重要的步骤，它不仅决定了发射区的结构，而且也决定了电池的串联电阻和电
晶圆状大型单晶金刚石生产技术
晶圆状大型单晶金刚石生产技术 日本产业技术综合研究所(产综研)钻石研究中心单结晶底板开发小组开发出了大型单结晶钻石晶圆制造技术。该技术结合运用了两种技术：由籽晶直接制造薄板状钻石单结晶的“直接晶圆化技术”，以及通过依次改变生长方向、反复进行气相沉积合成(CVD)实现了结晶大型化的技术。钻石拥有高硬度、高热传导率、较宽的光透过波长频带与带隙、低介电率以及出色的化学稳定性等有用的物性。因此，电子业界希望用其制造出性能超过硅(Si)类及碳化硅(SiC)类的元件。不过，能够大量生产大型单结晶钻石晶圆的技术却一直未得以确立。此前的工艺技术为了得到板状钻石，通常将大型单结晶(晶锭)切成薄片，这处理，形成的切缝就会产生约1/3的加工损失，而且在晶圆加工后还要进行背面研磨等复杂的工序，这些均是有助于实现实用化的大量生产的障碍。 产综研为了解决上述课题，从2003年开始就一直在研究利用微波等离子CVD法对大型单结晶钻石进行合成的方法。截止目前已在大小为1克拉单结晶钻石的合成方面获得了成功。 该研究发现，通过在1200℃附近对表面温度进行精密控制，并准确控制向甲烷及氢形成的反应气体中添加的氮的含量，可控制方位不同的异常结晶的生长。另外，产综研表示，通过优化钻石结晶的生长条件，可实现比原来快5倍以上的50μm/小时的合成。
此次应用该方法进行了反复生长。该技术的特点是能够以(100)面为生长面继续生长。最初使具有(100)面的籽晶呈棒状生长，接着对称为(010)面的侧面进行研磨、使结晶在该面上生长，然后再使结晶在(100)面上生长，从而使结晶逐渐大型化。采用该方法可制造6.6克拉的钻石单结晶。 此外，产综研还开发出了可减少损失、切割出板状的直接晶圆化技术。直接晶圆化技术可在几乎不浪费籽晶的情况下将晶圆切割成板状，此次以良好的再现性制造出了10mm见方的晶圆状钻石。直接晶圆化技术在气相沉积生长之前，事先注入作为籽晶的单结晶，然后在表面正下方导入缺陷层。气相沉积生长后，缺陷层便会形成石墨构造，因此能够以电气化学性蚀刻去除。该方法在切割籽晶时会损失部分籽晶，不过其消耗仅在1μm以下。可反复使用籽晶，切离的晶圆还可作为籽晶使用。这样一来就不再需要制造晶锭，而且也不需要背部研磨部分的生长。 此次由于使用的CVD装置的关系，所制造的晶圆最大只有10mm见方，不过为了扩大钻石半导体元件应用的可能性，今后将力争制造出1英寸以上的晶圆。今后将致力于通过改进等离子发生装置来实现均一化及大面积化，并采取导入现场观察技术等手段来提高结晶质量。
金刚石的研究论文
金刚石刀具性能及其应用研究 作者：韩波峰 摘要：描述了金刚石的物理特性，对金刚石刀具的分类及其性能行了介绍，包括天然金刚石、聚晶金刚石、聚晶金刚石复合片、化学气相沉积金刚石涂层刀具。分析和对比了不同类型金刚石刀具的应用场合，为企业在加工难加工材料时选用超硬金刚石材料刀具时提供参考。 1 引言 金刚石是精密和超精密加工的超硬刀具材料之一，金刚石刀具具有极 高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系 数，以及与非铁金属亲和力小等优点。可以用于非金属硬脆材料如石 墨、高耐磨材料、复合材料、高硅铝合金及其它韧性有色金属材料的 精密加工。金刚石刀具类型繁多，性能差异显著，不同类型金刚石刀 具的结构、制备方法和应用领域有较大区别。 2 金刚石材料特性 金刚石为单—碳原子的结晶体，其晶体结构属等轴面心立方晶系(晶系 原子密度最高)。金刚石中碳原子间连接键为sp3杂化共价键，具有很 强的结合力、稳定性和方向性。人工合成金刚石性能取决于sp3 价键与非晶无定形碳sp2杂化共价键相对比率。如果sp3含量过低得到 二者混合物体为类金刚石(Diamond－Like Carbon，简称DLC)。 晶体结构使金刚石具有最高的硬度、刚性、导热系数以及优良的抗磨 损、抗腐蚀性和化学稳定性等均高于硬质合金。如表1所示，可见单晶金刚石硬度最高，热导率最大，热膨胀系数最小，故其综合物理 性能最佳。 3 金刚石刀具类型及其性能 目前，工业用金刚石刀具根据成分和结构不同可分为五种： 1.天然金刚石Natural Diamond(ND)； 2.人造聚晶金刚石Artificial Polvcrystalline Diamond(PCD)； 3.人造聚晶金刚石复合片Polycrystalline Diamond Compact(PDC)；化学气相沉积涂层金刚石刀具Chemical Vapor Deposition Diamond Coated Tools(CVD)。 4.沉积厚度达100μm的无衬底纯金刚石厚膜Thick Diamond Film(CD)； 5.在刀具基体表面直接上沉积厚度小于30μm的金刚石薄膜涂层Coated Thin Diamond Film(CD)。 根据CVD金刚石涂层刀具中金刚石微粒尺寸分为：微晶金刚石涂层Microcrystalline Diamond(MCD)和纳米金刚石Nano Crystalline Diamond(NCD)两种。传统的金刚石涂层是由平面形晶体组成，其尺寸为1.5μm。纳米晶体的金刚石涂层晶体结构为特殊结构，晶体尺寸仅为(0.01～0.2)nm。由于金刚石刀具类型繁多，刀具结构和性能差异明显，适合的不同的场合。