[發(fā)明專利]一種低應(yīng)力CVD金剛石復(fù)合涂層及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810127560.1
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108385085B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張建國;原一高
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號: C23C16/27
• 分類號: C23C16/27;C23C16/455
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 黃志達;魏峯

1.一種低應(yīng)力CVD金剛石復(fù)合涂層，其特征在于：為多層依次交替沉積的微米金剛石涂層和納米金剛石涂層；其中微米金剛石為“薄膜生長-氫氣還原”的循環(huán)沉積過程；納米金剛石為“薄膜生長-氬氣刻蝕、氫氣還原”的循環(huán)沉積過程；

其中所述沉積微米金剛石涂層過程包括：以甲烷和氫氣為反應(yīng)氣體，保證氫氣流量不變，采用時間模態(tài)法調(diào)節(jié)甲烷的載入流量和時間，實現(xiàn)微米金剛石的“薄膜生長-氫氣還原”的循環(huán)沉積過程；所述薄膜生長過程中氫氣和甲烷的流量比為800～1200:10～20；氫氣還原過程中氫氣和甲烷的流量比為800～1200:1～5；薄膜生長過程與氫氣還原過程的時間比為1～2:1；

所述沉積納米金剛石涂層過程包括：以甲烷、氫氣、氬氣為反應(yīng)氣體，保證氫氣、氬氣流量不變，采用時間模態(tài)法調(diào)節(jié)甲烷的載入流量和時間，實現(xiàn)納米金剛石的“薄膜生長-氬氣刻蝕、氫氣還原”的循環(huán)沉積過程；所述薄膜生長過程中氫氣、氬氣和甲烷的流量比為800～1200:600～1000:10～20；氬氣刻蝕、氫氣還原過程中氫氣、氬氣和甲烷的流量比為800～1200:600～1000:1～5；薄膜生長過程與氬氣刻蝕、氫氣還原過程的時間比為1～2:1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低應(yīng)力CVD金剛石復(fù)合涂層，其特征在于：所述微米金剛石涂層的晶粒度為2～5μm，納米金剛石涂層的晶粒度為20～80nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低應(yīng)力CVD金剛石復(fù)合涂層，其特征在于：所述微米金剛石涂層的單層厚度為1～3μm，納米金剛石涂層的單層厚度為200nm～1μm。

4.一種如權(quán)利要求1所述的低應(yīng)力CVD金剛石復(fù)合涂層的制備方法，包括：

在預(yù)處理后的硬質(zhì)合金基體表面，采用時間模態(tài)法依次交替熱絲CVD沉積微米金剛石涂層和納米金剛石涂層；其中所述沉積微米金剛石涂層過程包括：以甲烷和氫氣為反應(yīng)氣體，保證氫氣流量不變，采用時間模態(tài)法調(diào)節(jié)甲烷的載入流量和時間，實現(xiàn)微米金剛石的“薄膜生長-氫氣還原”的循環(huán)沉積過程；所述薄膜生長過程中氫氣和甲烷的流量比為800～1200:10～20；氫氣還原過程中氫氣和甲烷的流量比為800～1200:1～5；薄膜生長過程與氫氣還原過程的時間比為1～2:1；

所述沉積納米金剛石涂層過程包括：以甲烷、氫氣、氬氣為反應(yīng)氣體，保證氫氣、氬氣流量不變，采用時間模態(tài)法調(diào)節(jié)甲烷的載入流量和時間，實現(xiàn)納米金剛石的“薄膜生長-氬氣刻蝕、氫氣還原”的循環(huán)沉積過程；所述薄膜生長過程中氫氣、氬氣和甲烷的流量比為800～1200:600～1000:10～20；氬氣刻蝕、氫氣還原過程中氫氣、氬氣和甲烷的流量比為800～1200:600～1000:1～5；薄膜生長過程與氬氣刻蝕、氫氣還原過程的時間比為1～2:1。