第3期MPCVD法生长曲面多晶金刚石薄膜研究许坤，吕思远（郑州航空工业管理学院，河南郑州450000）冶金与材料Metallurgyandmaterials第44卷第3期2024年3月Vol.44No.3Mar.2024摘要：金刚石振膜具有高保真、声传播速率快、弹性模量高、声阻尼特性好、优异的高频响应特性，是高保真扬声器高音单元喇叭膜的理想材料。目前微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法生长单晶金刚石以及平面多晶金刚石薄膜技术都较为成熟，实现了规模化生产，但是对于曲面多晶金刚石薄膜的研究鲜有报道。利用现有MPCVD设备生长曲面金刚石薄膜，由于等离子体火球在曲面周围分布不均匀，存在曲面膜厚度不均、内应力大、脱模困难等问题。文章根据曲面膜生长的要求，设计谐振腔尺寸及结构并利用有限元设计分析软件进行仿真分析，使等离子体火球均匀分布在曲面基底表面。并制作了相应的MPCVD设备进行曲面多晶金刚石薄膜的生长。最终获得厚度40滋m、直径25.7mm、球面半径为25mm的多晶金刚石曲面膜。拉曼测试结果显示，薄膜为质量较好的多晶金刚石。关键词：微波等离子体化学气相沉积；谐振腔；有限元分析；曲面多晶金刚石薄膜基金项目：河南省高等学校重点科研项目基础专项项目（项目编号：22ZX012）；河南省重点研发与推广专项（科技攻关）项目（项目编号：212102210271）；河南省高等学校重点科研项目（项目编号：21B140010）；河南省高校科技创新团队项目（项目编号：22IRTSTHN004）；航空科学基金项目（项目编号：ASFC-2019ZF055002）。作者简介：许坤（1987—），男，河南商丘人，主要从事碳材料的制备与应用工作。通讯作者：吕思远（1997—），男，河南漯河人，主要从事MPCVD设备研发及碳材料生长工作。在所有天然及合成材料中，金刚石具有声传播速率快、弹性模量高、声阻尼特性好、优异的高频响应特性，并且金刚石具有高热导率，有利于将音圈所产生的热量通过振膜向空间散发，从而提高扬声器能承受的输入功率，避免因长时间大功率输入导致烧毁音圈或改变喇叭阻抗，影响声音定位的准确性。因此金刚石是高保真扬声器高音单元喇叭膜的优异材料。但由于部分行业的保密需求，关于曲面多晶金刚石薄膜报道较少。且由于曲面金刚石薄膜声学振膜一般要求厚度为40滋m，并且膜的均匀性要好，这很大程度上增加了薄膜的生长难度和脱模难度。当前成熟的CVD金刚石膜的生长方法主要有热丝CVD法、微波等离子体CVD法、直流等离子体喷射CVD法等。热丝CVD法虽然设备成本低，但灯丝容易断、基本上生长...
