[发明专利]具有包含TaC的涂层的碳材料及其制造方法

权利要求书

1.一种具有包含TaC的涂层的碳材料，包括：

碳基材；及

在所述碳基材上形成的，由XRD分析的X线回折所发生的（111）面的回折峰值为最大值的包含TaC的涂层，

其中所述包含TaC的涂层是通过化学气相沉积CVD形成的，

其中所述包含TaC的涂层的（200）面回折峰值与（111）面回折峰值之比少于或等于0.40，其中所述回折峰值由XRD分析中的XRD生成，

其中所述包含TaC的涂层的XRD分析的回折线的半宽度少于或等于0.15°。

2.根据权利要求1所述的具有包含TaC的涂层的碳材料，其中，所述包含TaC的涂层的表面硬度根据以下数学式1计算，

数学式1

表面硬度值/GPa=-38A²+12A+14至17

A:XRD分析时包含TaC的涂层的（200）面的回折峰值/（111）面的回折峰值。

3.根据权利要求1所述的具有包含TaC的涂层的碳材料，其中，所述包含TaC的涂层，平均结晶粒大小为10㎛-50㎛。

4.根据权利要求1所述的具有包含TaC的涂层的碳材料，其中，所述包含TaC的涂层的表面硬度在15GPa以上。

5.根据权利要求1所述的具有包含TaC的涂层的碳材料，其中，所述包含TaC的涂层的表面刮痕实验值在3.5N以上。

6.根据权利要求1所述的具有包含TaC的涂层的碳材料，其中，自所述碳基材表面深度为80㎛-150㎛的区域的TaC含量为15vol%至20vol%。

7.根据权利要求1所述的具有包含TaC的涂层的碳材料，其中，所述包含TaC的涂层的表面刮痕值根据以下数学式2计算,

数学式2

表面刮痕值/N=自所述碳基材表面深度为80㎛-150㎛的区域的TaC含量/vol%×(1.4至1.6)-19.5。

8.根据权利要求1所述的具有包含TaC的涂层的碳材料，其中，所述碳基材的热膨胀系数为7.0×10^-6/K至7.5×10^-6/K。

9.一种具有包含TaC的涂层的碳材料的制造方法，包括以下步骤：

准备碳基材；及

在所述碳基材上在1500 ℃以上温度，利用CVD法形成由XRD分析的X线回折所发生的峰值中，（111）面的回折峰值为最大值的包含TaC的涂层，

其中所述包含TaC的涂层的（200）面回折峰值与（111）面回折峰值之比少于或等于0.40，其中所述回折峰值由XRD分析中的XRD生成，

其中所述包含TaC的涂层的XRD分析的回折线的半宽度少于或等于0.15°。

10.根据权利要求9所述的具有包含TaC的涂层的碳材料的制造方法，其中，所述形成包含TaC的涂层的步骤之后，进一步包括在1800℃以上温度进行热处理的步骤。

11.根据权利要求10所述的具有包含TaC的涂层的碳材料的制造方法，进一步包括，所述形成包含TaC的涂层的步骤与所述热处理的步骤之间进行冷却的步骤。

12. 根据权利要求9所述的具有包含TaC的涂层的碳材料的制造方法，其中，所述形成包含TaC的涂层的步骤，根据所述具有包含TaC的涂层的碳材料的所需表面硬度值，包含TaC的涂层形成为具有满足以下数学式1的（111）面的回折峰值与（200）面的回折峰值之比，

数学式1

表面硬度值/GPa=-38A²+12A+14至17

A:XRD分析时包含TaC的涂层的（200）面的回折峰值/（111）面的回折峰值。