28低成本奈米钻石粉末制造与应用於抗反射及疏水疏油行为之研究.PDFVIP

28. 低成本奈米鑽石粉末製造與應用於抗反射 及疏水/疏油行為之研究 1 2 林啟瑞 、張建國 1 國立台北科技大學 機電學院教授兼任院長 2 國立台北科技大學 機電科技研究所研究生 摘要 37.76 mN/ m及66.84 mN/ m ；比較未鍍膜基板疏水/ 疏油所測得的接觸角分別為45.79o 及15.94o ；表面能 本研究以低價位及較差等級的微米級工業鑽石 分別為49.26 mN/ m及70. 19 mN/ m 。因此 ，基板經 粉末(每克拉為0.2~0.3美金) ，利用高溫高壓法製成次 microsphere array / HFE (Hydro -uoroether)/ DLC處理 微米級鑽石 ，再以行星式球磨法(Planetary ball mill) 後 ，可有效的達到疏水/ 疏油的功能 ，且疏水/ 疏油 進行奈米級的鑽石粉末製作與分離 。本方法可改善 的接觸角 ，也分別增加了28.5%及48.7% 。 傳統爆炸法 ，因奈米鑽石產生聚集團聚 、含雜質高 及 清洗與分離費用 高之 問題 。同時 ，為 了解決4 C 關鍵字 ：奈米鑽石 、類鑽碳膜 、抗反射 、疏水 、疏油 科技產 品如顯示器 、個人電腦(PC) 、筆記型電腦及 手機等 ，常因表面吸附灰塵 、殘留指紋及刮傷等問 一、前言 題 ，而影響到產 品功能 ，如光穿透率降低 、眩光產 生及美觀的破壞等 。因此 ，本研究利用奈米級的鑽 鑽石屬面心立方結構 ，(Face - Ce nte red C ubic 石粉末 自製成奈米鑽石靶材 ，並以低溫及大面的方 St ruct ure, 簡稱F.C.C) (如圖1) ，每一碳與碳的鍵結均 式製備可操控折射率之類鑽碳(DLC)膜 ，且本研究中 是單鍵 ，鍵長為1.54 Å ，密度3.5 15 g/cm3 ，鍵結能 製程有別於一般氣相合成方式或以石墨靶材所製造 為711 kJ/ mol 。在鑽石結構中 ，碳原子以四個sp3軌 出的類鑽碳(DLC)膜 。本研究所製備出的高品質類鑽 域鍵結 ，使電子軌域完全局部化 ，為完整的共價鍵 碳(DLC)膜具有高硬度 、高光穿透率 、散熱快及疏水/ 等方性結構致使無法有更多的電子使其導電 ；鍵結 疏油等之優異特性 。 角度為109°28(如圖2) ，為碳的同素異構物中密度最 大者 ，也因為其結構緊密[1] 。晶粒大小約為幾奈米 對於 奈 米鑽 石 應 用於 抗 反 射 、疏水及 疏油 之 到幾十奈米的奈米鑽石(nanodiamond ), 不但仍具有 特性 ，本研究方法主 要分為三個部份來完成 ：( 1) 鑽石的許多優異性質 ，如高硬度 、熱傳導度 、傳聲 利 用 旋鍍 法 疊 出大 面積 緊密排列 的單層奈米球 作 速度及彈性模數都是已知物質 中之最高 ，其他如低 為 類光 阻遮 罩 ，再以濕 式及 乾 式蝕 刻在基 板 上製 摩擦係數 、低膨脹係數 、高折射率 、遠紅外光至X- 作 出奈/ 微複合結構 ；(2) 氟與碳形成穩定 的共價鍵 光範圍之光學穿透性 、良好電絕緣性 、負電子親和 將會 導 致 表 面帶有 低 表 面能 的性 質 ，