[发明专利]SiC先驱体法制备金刚石涂层的方法

摘要

一种SiC先驱体法制备金刚石涂层的方法，其特征是它包括以下步骤：①基材处理、②制备SiC涂层、③SiC涂层处理、④金刚石涂层制备和⑤金刚石涂层后处理，其中后处理必须在真空环境下采用CH4和H2混合气体中的还原碳对SiC转化成的金刚石涂层填充增密；填充增密用的气体流量比例为CH4∶H2＝1∶98～99，增密反应时反应室CH4和H2混合气体的气压为3～5kPa，加热的热源温度2200℃以上，基体温度780～820℃，填充增密时间不少于30min。本发明具有方法简单，成本低，速度快，沉积层的一致性和致密性好的优点。

主权项

一种SiC先驱体法制备金刚石涂层的方法，其特征是它包括以下步骤：①基材处理：选择高速钢、硬质合金、金属陶瓷或陶瓷中的一种材料作为基材，采用金刚砂打磨或喷砂方法对基材表面进行处理，使表面粗糙度0.01≤Ra≤0.63微米，然后对基材表面进行去污和清洗处理，最后吹干基材表面水份后放入烘箱烘干备用；②制备SiC涂层：采用物理气相沉积、化学气相沉积或热喷涂中的一种方法在经过预处理的基材表面沉积厚度均匀、组织致密的SiC涂层，控制SiC涂层的厚度在5～50μm；③SiC涂层处理：用金刚砂对上述沉积所得的SiC涂层进行表面喷砂处理，喷砂压缩空气的压力0.15～0.2MPa，喷砂所用的金刚砂粒度为150～280目；控制喷砂处理后SiC涂层的表面粗糙度Ra＜0.5μm，表面无毛刺；然后用去离子水对经喷砂处理后的SiC涂层表面进行清洗，用清洁压缩空气吹干SiC涂层表面水份后放入烘箱中烘干；④金刚石涂层制备：在真空环境下采用Cl2和H2的混合气体或Br2和H2的混合气体作为转化剂气体制备金刚石涂层，转化剂气体流量比例为Cl2∶H2＝1∶95～99或Br2∶H2＝1∶95～99；控制真空反应室本体的真空度不超过1Pa，转化反应时反应室转化剂气体的气压为1～3kPa，反应室加热的热源温度1200℃以上，沉积有SiC涂层的基体温度800～1000℃；控制转化后金属石涂层的厚度，使转化的金刚石涂层和基材之间保留1～3μm的SiC涂层未被转化，结束金刚石涂层制备；⑤金刚石涂层后处理：在真空环境下采用CH4和H2混合气体中的还原碳对SiC转化成的金刚石涂层填充增密；填充增密用的气体流量比例为CH4∶H2＝1∶98～99，增密反应时反应室CH4和H2混合气体的气压为3～5kPa，加热的热源温度2200℃以上，基体温度780～820℃，填充增密时间不少于30min。