[發明專利]SiC先驅體法制備金剛石涂層的方法

有效

• 申請號: 201019026125.0
• 申請日: 2010-03-01
• 公開（公告）號: CN101787530A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 盧文壯;左敦穩;朱良杰;徐鋒;孫玉利;劉揚;朱偉軍;沈飛榮
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C23C26/00
• 分類號: C23C26/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

1.一種SiC先驅體法制備金剛石涂層的方法，其特征是它包括以下步驟：

①基材處理：選擇高速鋼、硬質合金、金屬陶瓷或陶瓷中的一種材料作為基材，采用金剛砂打磨或噴砂方法對基材表面進行處理，使表面粗糙度0.01≤Ra≤0.63微米，然后對基材表面進行去污和清洗處理，最后吹干基材表面水份后放入烘箱烘干備用；

②制備SiC涂層：采用物理氣相沉積、化學氣相沉積或熱噴涂中的一種方法在經過預處理的基材表面沉積厚度均勻、組織致密的SiC涂層，控制SiC涂層的厚度在5～50μm；

③SiC涂層處理：用金剛砂對上述沉積所得的SiC涂層進行表面噴砂處理，噴砂壓縮空氣的壓力0.15～0.2MPa，噴砂所用的金剛砂粒度為150～280目；控制噴砂處理后SiC涂層的表面粗糙度Ra＜0.5μm，表面無毛刺；然后用去離子水對經噴砂處理后的SiC涂層表面進行清洗，用清潔壓縮空氣吹干SiC涂層表面水份后放入烘箱中烘干；

④金剛石涂層制備：在真空環境下采用Cl₂和H₂的混合氣體或Br₂和H₂的混合氣體作為轉化劑氣體制備金剛石涂層，轉化劑氣體流量比例為Cl₂∶H₂＝1∶95～99或Br₂∶H₂＝1∶95～99；控制真空反應室本體的真空度不超過1Pa，轉化反應時反應室轉化劑氣體的氣壓為1～3kPa，反應室加熱的熱源溫度1200℃以上，沉積有SiC涂層的基體溫度800～1000℃；控制轉化后金剛石涂層的厚度，使轉化的金剛石涂層和基材之間保留1～3μm的SiC涂層未被轉化，結束金剛石涂層制備；

⑤金剛石涂層后處理：在真空環境下采用CH₄和H₂混合氣體中的還原碳對SiC轉化成的金剛石涂層填充增密；填充增密用的氣體流量比例為CH₄∶H₂＝1∶98～99，增密反應時反應室CH₄和H₂混合氣體的氣壓為3～5kPa，加熱的熱源溫度2200℃以上，基體溫度780～820℃，填充增密時間不少于30min。

2.根據權利要求1所述的SiC先驅體法制備金剛石涂層的方法，其特征是所述的金剛石涂層為高硬度的減摩、耐磨涂層。