[發(fā)明專利]一種內(nèi)孔涂層金剛石膜的夾具和工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310736149.1
• 申請日: 2013-12-29
• 公開（公告）號: CN103834930A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳遠(yuǎn)達(dá);王勝云
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南中航超強(qiáng)金剛石膜高科技有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/27
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種內(nèi)孔涂層金剛石膜的夾具，其特征在于：它包括V型銅墊板、電極桿、熱絲托桿、熱絲拉桿、彈簧支架、供氣管道以及穿過模具內(nèi)孔的數(shù)根熱絲，所述熱絲平行布置在熱絲托桿和熱絲拉桿上，所述熱絲托桿和熱絲拉桿分別與電極桿相連，所述熱絲的一端固定在熱絲拉桿的熱絲槽中，另一端固定在彈簧支架的彈簧上，所述彈簧支架與水平面成30°的夾角，所述彈簧支架一端通過陶瓷套安裝在熱絲托桿上，另一端通過陶瓷套安裝有一彈簧，所述V型銅墊板設(shè)置在熱絲的正下方，且所述的V型銅墊板的V型槽中心線與熱絲平行，所述V型銅墊板的底部與基片臺連接在一起。

2.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)孔涂層金剛石膜的夾具，其特征在于：所述V型銅墊板上還設(shè)有供氣管道，所述供氣管道正對模具內(nèi)孔直徑較大的一端，模具內(nèi)孔直徑較小的一端朝向真空泵抽氣口，使混合氣體充分利用真空泵的吸力將碳源以及沉積生長金剛石膜所需要的氣體輸送到每一個模具內(nèi)孔中。

3.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)孔涂層金剛石膜的夾具，其特征在于：所述電極桿、基片臺內(nèi)部均設(shè)有冷卻水循環(huán)管，確保排布的多根熱絲和使用大功率所產(chǎn)生的熱量及時被冷卻水散熱。

4.利用上述模具沉積內(nèi)孔金剛石膜的工藝，其特征在于包括如下步驟：

第一步：清洗干燥：用無水酒精清洗去除工件表面防銹油，然后將清洗的工件放入恒溫干燥箱，在1-2分鐘內(nèi)干燥，溫度控制在50-60℃；

第二步：預(yù)處理：用預(yù)處理溶液在超聲波清洗機(jī)中刻蝕工件表面即進(jìn)行“預(yù)處理”?50-60min，烘干，用以增加金剛石膜沉積的成核密度；

所述預(yù)處理溶液是：用高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）、氫氧化鉀（KOH）、水（H₄O₂）按重量比1:2:20的比例配制而成；

第三步：拋研工件：用W6金剛石微粉拋研上步預(yù)處理后的工件，使基體在涂層金剛石膜之前形成框架基礎(chǔ)；

第四步：再次清洗：超聲波清洗機(jī)中使用丙酮+無水乙醇（3:7配比）再次進(jìn)行脫脂、去污、清洗、干燥；

第五步：工件加熱：將上步烘干的工件置于上述夾具的基片臺上，布置熱絲，抽真空至熱偶計(jì)示數(shù)為5-6Pa，40-45min，調(diào)節(jié)電極桿的電壓電流將熱絲逐步加熱至2000-2500℃；按體積比2:2:1的比例從供氣管道同時輸入C、H2和Ar至1-2Pa；

第六步：形核階段：上步加熱完成后，調(diào)節(jié)電極桿的電壓電流逐步加熱至2800℃，按體積比2:2:1的比例同時輸入C、H和Ar至1-2Pa，形核時間50?min；

第七步：生長、沉積階段：上步形核完成后，調(diào)節(jié)電極桿的電壓電流逐步加熱至3000℃，按體積比2:2:1的比例同時輸入C、H和Ar，形成混合氣源輸入腔室，對工件加負(fù)偏壓4A，調(diào)節(jié)真空壓力至110KPa，沉積?5-7小時，金剛石薄膜沉積完畢。