CN104674185A - 具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法 - Google Patents
具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104674185A CN104674185A CN201510056982.0A CN201510056982A CN104674185A CN 104674185 A CN104674185 A CN 104674185A CN 201510056982 A CN201510056982 A CN 201510056982A CN 104674185 A CN104674185 A CN 104674185A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- amorphous silica
- intermediate layer
- diamond
- preparation
- carbide substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
本发明公开了一种具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法，所述方法以硬质合金为衬底，以含硅有机大分子前驱体裂解为手段，首先在衬底表面得到非晶二氧化硅中间过渡层薄膜；然后采用化学气相沉积法为制备手段，在非晶二氧化硅中间过渡层表面原位沉积制备微米金刚石薄膜。本发明制备的非晶二氧化硅中间过渡层可以改善两步法预处理后硬质合金的粗化表面形貌，能够增强金刚石薄膜与硬质合金衬底间附着力，同时降低金刚石薄膜的表面粗糙度，改善金刚石薄膜的摩擦磨损性能，从而提高金刚石涂层刀具的使用寿命和切削性能。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜技术领域的制备方法，具体涉及一种具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法。
背景技术
近年来，在航空航天工业、电子工业、汽车工业、模具工业以及陶瓷、木材加工行业中高速切削技术的应用日益广泛，以碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics，CFRP)、印刷电路板(PCB，Printed Circuit Board)、高硅铝合金、碳化硅颗粒增强铝基复合材料、高性能石墨电极材料、氧化锆陶瓷和强化木材为代表的不同类型的难加工材料也得到了越来越多的关注与应用，这些难加工材料具有不同的加工特性和加工难点，因此对加工刀具提出了越来越苛刻的要求。在难加工材料的加工过程中，传统的硬质合金刀具磨损严重、耐用度低、加工效率低、刀具材料消耗大、加工精度及表面完整性难以保证，迫切需要研究开发耐磨性和加工性能更好的新型刀具，以延长刀具寿命，提高生产效率，减少刀具材料的消耗，降低生产成本，提高加工产品的质量，解决加工关键技术难题，这样才有助于促进加工行业整体水平的提高和技术进步。
化学气相沉积(简称CVD法，Chemical Vapor Deposition)金刚石薄膜具有十分接近天然金刚石的高硬度、高的弹性模量、极高的热导率、良好的自润滑性和化学稳定性等优异性能，从而使其在复杂形状刀具涂层领域具有广阔的应用前景。近年来，CVD金刚石涂层技术的发展使得高性能复杂形状金刚石涂层刀具的制备成为可能，CVD金刚石薄膜涂层刀具的制备成本逐渐降低、方法的改进和完善。其中热丝CVD法因其设备简单、易于控制、沉积面积大且沉积的金刚石薄膜质量较好而倍受青睐，已成为CVD金刚石薄膜产业化制备的主攻方向。中国专利“复杂形状金刚石涂层刀具热丝化学气相沉积批量制备方法”(CN102061453B)记载了一种采用化学气相沉积(英文Chemical Vapor Deposition，缩写为CVD)技术，以双行热丝为激发源，用水冷工作台降低衬底温度，在保证金刚石涂层的生长速率的条件下实现复杂形状金刚石涂层刀具的大批量制备。然而，相较于较为成熟的其他金刚石刀具，如PCD刀具、金刚石厚膜刀具等，一些尚未解决的问题限制了CVD金刚石涂层刀具的大规模产业化应用。制造业中应用广泛的刀具材料主要有硬质合金和高速钢，在硬质合金刀具基体上制备金刚石涂层面临的最主要的难题是CVD金刚石涂层与衬底材料的附着力不足，造成硬质合金基体上CVD金刚石涂层附着力不足的原因主要是硬质合金中粘结剂Co的催化作用，以及金刚石与碳化钨的晶格常数和膨胀系数的不匹配造成的较大的内应力。尽管传统的两步法预处理可以去除硬质合金表面的Co，却不能阻挡基体深层的Co向金刚石扩散。在切削加工过程中切削力的作用下，附着力低下的CVD金刚石涂层便会过早剥落，造成刀具失效，这极大地降低了CVD金刚石涂层刀具的使用寿命。
在硬质合金衬底与金刚石薄膜之间施加过渡层具有不破坏基体表面、工艺较为简单的特点，受到研究人员的广泛的重视。目前针对硬质合金基体常用的过渡层有纯金属过渡层(如W、Cr等)、钛化物过渡层(TiC、TiN、TiCN等)、DLC类金刚石过渡层、复合过渡层(Ti/Si过渡层)以及陶瓷基过渡层(SiC、Si3N4、SiCxNy)等。这些过渡层能够一定程度上提高金刚石薄膜的附着强度。但是纯金属过渡层、钛化物过渡层和DLC对于制备设备的要求很高，而且工艺(PVD、真空蒸镀、离子溅射等)过于复杂，不利于硬质合金基CVD金刚石涂层刀具的产业化。经对现有技术的文献检索发现，德国德累斯顿大学的Endler等人在《Diamond andRelated Materials》期刊上发表的《Interlayers for diamond deposition on toolmaterials》文献中记载了一种基于陶瓷基过渡层的金刚石涂层的制备方法，该方法采用PACVD技术，以氮气、氢气、氩气、苯和TiCl4为反应源，制备了碳化钛、氮化钛、碳化硅、氮化硅等过渡层。由于金刚石涂层也是采用CVD方法进行沉积，上述实验对金属化合物过渡层与金刚石涂层的沉积工艺简化是一次很有意义的尝试。附着力测试表明氮化硅和碳化硅等陶瓷过渡层对金刚石涂层附着力的提高效果更明显。然而该方法制备过程中会生成具有腐蚀性的氯化氢等有害气体，并且对于后续金刚石涂层刀具的批量化制备未能提出有效的解决途径。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法。本发明采用大分子前驱裂解法制备非晶二氧化硅中间过渡层，工艺流程简单，沉积设备与制备金刚石的沉积设备相同，易于实现过渡层与金刚石薄膜的连续性沉积。所制备的具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜具有优良的附着强度、较低的表面粗糙度、接近天然金刚石的硬度和低摩擦系数，非常适合应用于大批量生产制备金刚石涂层刀具。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明涉及一种具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：
A、对硬质合金衬底采用两步预处理方法，使硬质合金衬底表面得到粗化并去除粘结钴相；
B、应用前驱体裂解法对经过所述步骤A预处理后的硬质合金衬底进行非晶二氧化硅中间过渡层的沉积，获得非晶二氧化硅薄膜，即所述非晶二氧化硅中间过渡层；
C、采用热丝化学气相沉积法在所述非晶二氧化硅中间过渡层表面原位沉积微米金刚石薄膜，以获得晶形完整的微米金刚石薄膜。
作为优选方案，所述两步预处理方法具体为：将硬质合金衬底浸泡在Murakami溶液中超声腐蚀15min使得硬质合金衬底表面粗化，再将硬质合金衬底浸泡在Caro混合酸溶液中进行1min的刻蚀以去除硬质合金衬底表层的粘结钴相，然后将预处理好的硬质合金衬底浸入去离子水超声清洗烘干。
作为优选方案，步骤B中，所述前驱体裂解法采用的硅源为正硅酸乙酯。
作为优选方案，所述正硅酸乙酯，在沉积过程中保持40℃的恒温。
作为优选方案，步骤B中，所述前驱体裂解法采用的沉积工艺参数为：2～3kPa反应压力、1.3～1.5％硅源浓度、700～800℃衬底温度、15～40min沉积时间。
作为优选方案，步骤C中，所述热丝化学气相沉积法采用的碳源为丙酮或甲醇。
作为优选方案，所述碳源在沉积过程中保持-20℃的恒温。
作为优选方案，步骤C中，所述热丝化学气相沉积法采用的沉积工艺参数为：3～4kPa反应压力、2.0～3.0％碳源浓度、900～950℃衬底温度、2.0～4.0A偏流强度、180～360min生长时间。
与现有技术比较，本发明具有的有益效果为：
1、采用本发明获得的具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜对于硬质合金衬底具有良好的附着性能、优良的耐磨性能以及改善的摩擦磨损性能：非晶二氧化硅中间过渡层可以阻隔硬质合金衬底预处理之后的残留钴相，还能够改善硬质合金衬底的表面形貌，降低衬底表面粗糙度，释放金刚石薄膜在衬底接触位置的应力集中，因此金刚石薄膜的内应力较小，质量很高，表面粗糙度降低，摩擦磨损性能得到改善；非晶二氧化硅中间过渡层与硬质合金衬底能够形成很强的机械锁合，同时与金刚石薄膜形成硅碳化学键，因此非晶二氧化硅中间过渡层可以提高金刚石薄膜与硬质合金衬底之间的结合强度。
2、本发明制备非晶二氧化硅中间过渡层的工艺相较过渡层技术常用的离子溅射、真空蒸镀等PVD工艺具有工艺流程简单、制备成本低的优点；此外，非晶二氧化硅中间过渡层的制备方法与金刚石薄膜的制备工艺较为接近，可以采用相同的设备进行过渡层与金刚石薄膜的连续性沉积，易于简化工艺流程同时降低成本；同时本发明采用正硅酸乙酯为过渡层制备的反应源，反应产物无毒无害，适合金刚石涂层刀具的工业化生产。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明专利的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法的步骤流程图；
图2为依据本发明实施例1获得的具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的表面形貌图，其中a为非晶二氧化硅中间过渡层，b为表层微米金刚石薄膜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明的具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法如图1所示，包括如下步骤：
首先，步骤S10：对硬质合金衬底进行预处理。采用两步法预处理方法对硬质合金衬底预处理使硬质合金衬底表面达到去钴粗化的效果。具体是指：将衬底浸泡在Murakami溶液(KOH∶K3(Fe(CN)6∶H2O＝1∶1∶10)中超声腐蚀15min使得衬底表面粗化，再将衬底浸泡在Caro混合酸溶液(H2SO4∶H2O2＝1∶10)中进行1min的刻蚀以去除衬底表层的粘结钴相，然后将预处理好的硬质合金衬底浸入去离子水超声清洗3min再烘干。
然后，步骤S20：在预处理后的硬质合金衬底表面沉积非晶二氧化硅中间过渡层。应用含硅有机大分子前驱裂解法对经过步骤S10预处理后的硬质合金衬底进行沉积。其中，所使用的含硅有机大分子硅源为正硅酸乙酯，在沉积过层中保持40℃恒温，非晶二氧化硅中间过渡层采用的沉积工艺参数为：2～3kPa反应压力、1.3～1.5％硅源浓度、700～800℃衬底温度、15～40min沉积时间。
最后，步骤S30：采用化学气相沉积法在步骤S20中获得的非晶二氧化硅中间过渡层上沉积制备微米金刚石薄膜，最终获得具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜。其中，制备微米金刚石薄膜所使用的碳源为丙酮或甲醇，在沉积过程中保持-20℃恒温，微米金刚石薄膜的沉积参数为：3～4kPa反应压力、2.0～3.0％碳源浓度、900～950℃衬底温度、2.0～4.0A偏流强度、180～360min生长时间。
实施例1
衬底材料为YG6硬质合金平片，外形尺寸为13mm×13mm×3mm。首先，采用Murakami溶液将硬质合金衬底浸泡超声处理15min使得衬底表面粗化，再将衬底浸泡在Caro混合酸溶液中进行1min的刻蚀以去除衬底表层的粘结钴相，然后将预处理好的硬质合金衬底浸入去离子水超声清洗3min，再烘干。
接下来，将经过预处理的硬质合金衬底放入前驱体热裂解装置的反应室中进行沉积。反应室为具有一定空间的密闭的石英玻璃管，石英玻璃管的外部均匀布置了一组电阻丝作为热源，正硅酸乙酯放置在恒温装置中保持40℃。待反应室抽真空后通入反应气体(氢气和正硅酸乙酯)。调整反应室的压力后开始在硬质合金衬底表面沉积非晶二氧化硅金刚石薄膜，沉积工艺参数为：2kPa反应压力、1.3％硅源浓度、700℃衬底温度、15min沉积时间。之后将沉积过渡层之后的衬底放入热丝化学气相沉积装置中进行微米金刚石薄膜的沉积。热丝采用直径为Φ0.4mm双绞线钽丝，将热丝平行排布于硅基衬底之上，并利用耐高温弹簧使热丝在沉积过程中始终保持挺直水平状态。待反应室抽真空后通入反应气体(氢气和丙酮)，微米金刚石薄膜的沉积工艺参数为：3kPa反应压力、2.0％碳源浓度、900℃衬底温度、2.0A偏流强度、180min生长时间。
如图2所示为具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的表面形貌的电镜表征，由图2可知：经过去钴预处理的硬质合金衬底表面的碳化钨颗粒被泥巴状的非晶二氧化硅物质所包裹，碳化钨颗粒之间的沟壑被填充，表面形貌也得到了改善；采用表面轮廓仪测量硬质合金衬底的表面粗糙度，结果表明施加了非晶二氧化硅过渡层后衬底的表面粗糙度数值降低了将近100nm，硬质合金基体在施加非晶二氧化硅中间过渡层后表面粗糙度有所下降；表层的微米金刚石薄膜具有完整的微米级三角形金刚石晶粒，体现出了典型的微米多晶金刚石形貌。
采用相同的微米金刚石薄膜的制备工艺，制备了相同厚度的单层微米金刚石薄膜，将其与具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜进行拉曼光谱表征以及测试薄膜与衬底结合强度的压痕实验。拉曼光谱表明，具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜相较单层微米金刚石薄膜内应力减小了1GPa，降低了将近50％。压痕实验的结果表明，微米金刚石薄膜在压痕附近表现出了薄膜分层以及大面积的剥落；而具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜在压痕附近没有出现明显的分层，同时几乎观察不到薄膜剥落的现象。这表明具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的结合强度得到了显著的提升。
实施例2
衬底材料为YG6硬质合金平片，外形尺寸为13mm×13mm×3mm。首先，采用Murakami溶液将硬质合金衬底浸泡超声处理15min使得衬底表面粗化，再将衬底浸泡在Caro混合酸溶液中进行1min的刻蚀以去除衬底表层的粘结钴相，然后将预处理好的硬质合金衬底浸入去离子水超声清洗3min，再烘干。
接下来，将经过预处理的硬质合金衬底放入CVD装置的真空腔室中进行沉积。反应的热源以及反应气体的激发源为直径Φ0.8mm的钽丝，沉积过程中共采用六根钽丝平行等间距排布，钽丝间距为12mm。非晶二氧化硅中间过渡层采用正硅酸乙酯作为单一硅源，恒温装置保持40℃，沉积参数为：3kPa反应压力、1.5％硅源浓度、800℃衬底温度、15min沉积时间。然后采用相同的CVD沉积设备，在制备的非晶二氧化硅中间过渡层上原位沉积微米金刚石薄膜，反应气体为氢气和丙酮，微米金刚石薄膜的沉积工艺参数为：4kPa反应压力、3.0％碳源浓度、950℃衬底温度、4.0A偏流强度、240min生长时间。
该实例中制备的具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜具有优良的摩擦学性能。按照相同的微米金刚石的沉积工艺制备了相同厚度的单层微米金刚石薄膜。表面粗糙度测量结果表明具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的表面粗糙度比单层微米金刚石薄膜的表面粗糙度低150nm。旋转往复式摩擦实验中，具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的平均摩擦系数为0.1，仅为单层微米金刚石薄膜的摩擦系数的一半，这表明具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的摩擦学性能优于单层微米金刚石薄膜。
实施例3
衬底材料为YG6硬质合金车刀，外形尺寸为13mm×13mm×5mm。首先，采用Murakami溶液将硬质合金衬底浸泡超声处理15min使得衬底表面粗化，再将衬底浸泡在Caro混合酸溶液中进行1min的刻蚀以去除衬底表层的粘结钴相，然后将预处理好的硬质合金衬底浸入去离子水超声清洗3min再烘干。将预处理完成的硬质合金车刀片置于热丝化学气相沉积装置的工作台上分别进行非晶二氧化硅中间过渡层与微米金刚石薄膜的沉积。
反应的热源以及反应气体的激发源为直径Φ0.8mm的钽丝，沉积过程中共采用六根钽丝平行等间距排布，钽丝间距为12mm。非晶二氧化硅中间过渡层采用正硅酸乙酯作为单一硅源，恒温装置保持40℃，沉积参数为：2.5kPa反应压力、1.4％硅源浓度、750℃衬底温度、15min沉积时间。然后采用相同的CVD沉积设备，在制备的非晶二氧化硅中间过渡层上原位沉积微米金刚石薄膜，反应气体为氢气和丙酮，微米金刚石薄膜的沉积工艺参数为：3.5kPa反应压力、2.5％碳源浓度、920℃衬底温度、4.0A偏流强度、360min生长时间。
该实例制备的具有非晶二氧化硅中间过渡层结构的金刚石涂层车刀相较于单层的微米金刚石涂层车刀片具有更优秀的切削性能和更长的刀具使用寿命。在实际切削玻璃丝纤维增强塑料棒料时，非晶二氧化硅中间过渡层结构的金刚石涂层车刀相较单层的微米金刚石涂层车刀磨损更低，没有出现薄膜剥落，刀具寿命提高了5倍以上。
实施例4
衬底材料为YG8回转式硬质合金立铣刀，直径为4mm，刀长为35mm。首先，采用Murakami溶液将硬质合金衬底浸泡超声处理15min使得衬底表面粗化，再将衬底浸泡在Caro混合酸溶液中进行1min的刻蚀以去除衬底表层的粘结钴相，然后将预处理好的硬质合金衬底浸入去离子水超声清洗3min再烘干。将预处理完成的硬质合金立铣刀置于热丝化学气相沉积装置的工作台上分别进行非晶二氧化硅中间过渡层与微米金刚石薄膜的沉积。
反应的热源以及反应气体的激发源为直径Φ0.6mm的钽丝，沉积过程中共采用二根钽丝平行等间距排布，钽丝间距为8mm。非晶二氧化硅中间过渡层采用正硅酸乙酯作为单一硅源，恒温装置保持40℃，沉积参数为：2kPa反应压力、1.5％硅源浓度、780℃衬底温度、25min沉积时间。然后采用相同的CVD沉积设备，在制备的非晶二氧化硅中间过渡层上原位沉积微米金刚石薄膜，反应气体为氢气和丙酮，微米金刚石薄膜的沉积工艺参数为：3kPa反应压力、3.0％碳源浓度、910℃衬底温度、0.1A偏流强度、300min生长时间。
该实例制备的具有非晶二氧化硅中间过渡层结构的金刚石涂层立铣刀相较于单层的微米金刚石涂层立铣刀具有更优秀的切削性能和更长的刀具使用寿命。在实际铣削石墨板料时，非晶二氧化硅中间过渡层结构的金刚石涂层立铣刀相较单层的微米金刚石涂层立铣刀磨损更低，没有出现薄膜剥落，刀具寿命提高了3倍以上。
实施例5
衬底材料为YG10回转式硬质合金麻花钻头，直径为6mm，刀长为45mm。首先，采用Murakami溶液将硬质合金衬底浸泡超声处理15min使得衬底表面粗化，再将衬底浸泡在Caro混合酸溶液中进行1min的刻蚀以去除衬底表层的粘结钴相，然后将预处理好的硬质合金衬底浸入去离子水超声清洗3min再烘干。将预处理完成的硬质合金立铣刀置于热丝化学气相沉积装置的工作台上分别进行非晶二氧化硅中间过渡层与微米金刚石薄膜的沉积。
反应的热源以及反应气体的激发源为直径Φ0.8mm的钽丝，沉积过程中共采用二根钽丝平行等间距排布，钽丝间距为10mm。非晶二氧化硅中间过渡层采用正硅酸乙酯作为单一硅源，恒温装置保持40℃，沉积参数为：3kPa反应压力、1.3％硅源浓度、720℃衬底温度、30min沉积时间。然后采用相同的CVD沉积设备，在制备的非晶二氧化硅中间过渡层上原位沉积微米金刚石薄膜，反应气体为氢气和丙酮，微米金刚石薄膜的沉积工艺参数为：4kPa反应压力、2.0％碳源浓度、930℃衬底温度、0.1A偏流强度、360min生长时间。
该实例制备的具有非晶二氧化硅中间过渡层结构的金刚石涂层麻花钻头相较于单层的微米金刚石涂层麻花钻头具有更优秀的切削性能和更长的刀具使用寿命。在实际对PCB板材钻孔加工时，非晶二氧化硅中间过渡层结构的金刚石涂层钻头相较单层的微米金刚石涂层钻头磨损更低，没有出现薄膜剥落，刀具寿命提高了3倍以上。
综上所述，采用本发明获得的具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜相较单层的微米金刚石薄膜具有更低的表面粗糙度和更好的摩擦学特性，同时还具有更强的附着强度，尤为适合用来制备高质量高附着力的金刚石涂层刀具。相对于纯金属过渡层以及金属化合物过渡层，本发明的非晶二氧化硅中间过渡层工艺流程简单，制备方法与CVD金刚石薄膜的制备方法接近，大批量生产制备时易于降低成本，适合金刚石涂层刀具的工业化生产。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
A、对硬质合金衬底采用两步预处理方法，使硬质合金衬底表面得到粗化并去除粘结钴相；
B、应用前驱体裂解法对经过所述步骤A预处理后的硬质合金衬底进行非晶二氧化硅中间过渡层的沉积，获得非晶二氧化硅薄膜，即所述非晶二氧化硅中间过渡层；
C、采用热丝化学气相沉积法在所述非晶二氧化硅中间过渡层表面原位沉积微米金刚石薄膜，以获得晶形完整的微米金刚石薄膜。
2.如权利要求1所述的具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，所述两步预处理方法具体为：将硬质合金衬底浸泡在Murakami溶液中超声腐蚀15min使得硬质合金衬底表面粗化，再将硬质合金衬底浸泡在Caro混合酸溶液中进行1min的刻蚀以去除硬质合金衬底表层的粘结钴相，然后将预处理好的硬质合金衬底浸入去离子水超声清洗烘干。
3.如权利要求1所述的具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述前驱体裂解法采用的硅源为正硅酸乙酯。
4.如权利要求3所述的具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，所述正硅酸乙酯，在沉积过程中保持40℃的恒温。
5.如权利要求1所述的具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述前驱体裂解法采用的沉积工艺参数为：2～3kPa反应压力、1.3～1.5％硅源浓度、700～800℃衬底温度、15～40min沉积时间。
6.如权利要求1所述的具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述热丝化学气相沉积法采用的碳源为丙酮或甲醇。
7.如权利要求6所述的具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，所述碳源在沉积过程中保持-20℃的恒温。
8.如权利要求1所述的具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述热丝化学气相沉积法采用的沉积工艺参数为：3～4kPa反应压力、2.0～3.0％碳源浓度、900～950℃衬底温度、2.0～4.0A偏流强度、180～360min生长时间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510056982.0A CN104674185A (zh) | 2015-02-03 | 2015-02-03 | 具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510056982.0A CN104674185A (zh) | 2015-02-03 | 2015-02-03 | 具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104674185A true CN104674185A (zh) | 2015-06-03 |
Family
ID=53309756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510056982.0A Pending CN104674185A (zh) | 2015-02-03 | 2015-02-03 | 具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104674185A (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109207998A (zh) * | 2017-07-05 | 2019-01-15 | 深圳先进技术研究院 | 硬质合金器件及其制备方法 |
| CN110218974A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-09-10 | 河南富莱格超硬材料有限公司 | 金刚石涂层用复合基体及其制备方法 |
| CN110578129A (zh) * | 2019-10-30 | 2019-12-17 | 惠州市三航无人机技术研究院 | 一种基于人工智能的硬质合金基体金刚石涂层的制备方法 |
| WO2020119510A1 (zh) * | 2018-12-11 | 2020-06-18 | 深圳先进技术研究院 | 超疏水类金刚石复合层结构及其制备方法 |
| CN112281200A (zh) * | 2020-11-07 | 2021-01-29 | 江苏美玛技术有限公司 | 一种高性能刀具涂层材料 |
| CN113246037A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-08-13 | 厦门佳品金刚石工业有限公司 | 一种金刚石修整碟及其制造方法 |
| CN114378366A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-22 | 江苏爱利德科技有限公司 | 一种双金属合金锯条及其制备方法 |
| CN115128054A (zh) * | 2021-03-25 | 2022-09-30 | 华侨大学 | 一种活性金属氧化物磨粒与金刚石晶圆衬底界面摩擦化学反应的检测方法 |
| CN116916547A (zh) * | 2023-09-14 | 2023-10-20 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 金刚石基封装线路板及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5643423A (en) * | 1990-09-27 | 1997-07-01 | Monsanto Company | Method for producing an abrasion resistant coated substrate product |
| CN1289861A (zh) * | 1999-09-29 | 2001-04-04 | 永源科技股份有限公司 | 阴极电弧蒸镀方式淀积类金刚石碳膜的制备方法 |
| WO2010095011A1 (en) * | 2009-02-18 | 2010-08-26 | Council Of Scientific & Industrial Research | Process to deposit diamond like carbon as protective coating on inner surface of a shaped object. |
-
2015
- 2015-02-03 CN CN201510056982.0A patent/CN104674185A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5643423A (en) * | 1990-09-27 | 1997-07-01 | Monsanto Company | Method for producing an abrasion resistant coated substrate product |
| CN1289861A (zh) * | 1999-09-29 | 2001-04-04 | 永源科技股份有限公司 | 阴极电弧蒸镀方式淀积类金刚石碳膜的制备方法 |
| WO2010095011A1 (en) * | 2009-02-18 | 2010-08-26 | Council Of Scientific & Industrial Research | Process to deposit diamond like carbon as protective coating on inner surface of a shaped object. |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Y.-X. CUI 等: "Diamond deposition on WC-Co substrate with amorphous SiC interlayer", 《SURFACE ENGINEERING》 * |
| YU-XIAO CUI 等: "Influence of amorphous ceramic interlayers on tribological properties of CVD diamond films", 《APPLIED SURFACE SCIENCE》 * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109207998A (zh) * | 2017-07-05 | 2019-01-15 | 深圳先进技术研究院 | 硬质合金器件及其制备方法 |
| WO2020119510A1 (zh) * | 2018-12-11 | 2020-06-18 | 深圳先进技术研究院 | 超疏水类金刚石复合层结构及其制备方法 |
| CN110218974A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-09-10 | 河南富莱格超硬材料有限公司 | 金刚石涂层用复合基体及其制备方法 |
| CN110578129A (zh) * | 2019-10-30 | 2019-12-17 | 惠州市三航无人机技术研究院 | 一种基于人工智能的硬质合金基体金刚石涂层的制备方法 |
| CN112281200A (zh) * | 2020-11-07 | 2021-01-29 | 江苏美玛技术有限公司 | 一种高性能刀具涂层材料 |
| CN115128054A (zh) * | 2021-03-25 | 2022-09-30 | 华侨大学 | 一种活性金属氧化物磨粒与金刚石晶圆衬底界面摩擦化学反应的检测方法 |
| CN115128054B (zh) * | 2021-03-25 | 2024-06-07 | 华侨大学 | 一种活性金属氧化物磨粒与金刚石晶圆衬底界面摩擦化学反应的检测方法 |
| CN113246037A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-08-13 | 厦门佳品金刚石工业有限公司 | 一种金刚石修整碟及其制造方法 |
| CN114378366A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-22 | 江苏爱利德科技有限公司 | 一种双金属合金锯条及其制备方法 |
| CN114378366B (zh) * | 2021-12-13 | 2022-12-23 | 江苏爱利德科技有限公司 | 一种双金属合金锯条的制备方法 |
| CN116916547A (zh) * | 2023-09-14 | 2023-10-20 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 金刚石基封装线路板及其制备方法 |
| CN116916547B (zh) * | 2023-09-14 | 2023-12-05 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 金刚石基封装线路板及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104674185A (zh) | 具有非晶二氧化硅中间过渡层的金刚石薄膜的制备方法 | |
| CN104674186B (zh) | 一种制备非晶碳化硅陶瓷-金刚石复合涂层的方法 | |
| US4707384A (en) | Method for making a composite body coated with one or more layers of inorganic materials including CVD diamond | |
| CN108060407B (zh) | 一种微纳多层复合金刚石薄膜的制备方法 | |
| US5236740A (en) | Methods for coating adherent diamond films on cemented tungsten carbide substrates | |
| AU706148B2 (en) | Substrate with a superhard coating containing boron and nitrogen and method of making the same | |
| CN102650053B (zh) | 复杂形状cvd金刚石/类金刚石复合涂层刀具制备方法 | |
| Endler et al. | Preparation and wear behaviour of woodworking tools coated with superhard layers | |
| CN106086886B (zh) | 一种自润滑二硼化钛/类金刚石涂层及其制备方法和应用 | |
| CN107267984A (zh) | 金刚石涂层刀具的制备方法 | |
| CN101524904A (zh) | 分层涂覆的切削工具 | |
| US8962100B2 (en) | Method for making diamond composite materials | |
| JP2004308008A5 (zh) | ||
| CN101880866A (zh) | 一种在硬质合金上为金刚石涂层制备金刚石-碳化硅-硅化钴复合中间层的方法 | |
| KR20110083633A (ko) | 코팅된 공구 및 코팅된 공구의 제조 방법 | |
| CN101487121A (zh) | 一种金刚石/w-c梯度结构复合涂层及其制备方法 | |
| CN105543803B (zh) | 一种硬质合金衬底的金刚石/碳化硼复合涂层及制备方法 | |
| CN110735126B (zh) | 一种在钢基体上制备碳化钨过渡层-硅掺杂金刚石复合涂层的方法 | |
| CN111482622B (zh) | 一种涂层切削刀具及其制备方法 | |
| CN111893459A (zh) | 具有织构取向的涂层切削刀具及其制备方法 | |
| CN108559970A (zh) | 复杂形状金刚石涂层刀具的hfcvd批量制备方法 | |
| CN108396309A (zh) | 一种立方氮化硼涂层刀具及其制备方法 | |
| CN108103468A (zh) | 一种金刚石涂层刀片及其制备方法 | |
| CN106319518A (zh) | 金刚石/金属碳化物复合涂层及其制备方法和应用 | |
| CN1233870C (zh) | 表面层贫钴的梯度硬质合金上进行金刚石涂层的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150603 |