[发明专利]金刚石/金属碳化物复合涂层及其制备方法和应用

摘要

本发明提供一种金刚石/金属碳化物复合涂层的制备方法，其步骤包括：首先采用化学气相沉积法在预沉积基体表面进行至少一次的依次沉积微米晶金刚石涂层和纳米晶金刚石涂层的步骤，制得沉积金刚石基体；然后采用真空热镀法在所述沉积金刚石基体表面沉积一层金属层并进行热处理，从而制得金刚石/金属碳化物复合涂层。该方法工艺简单、沉积的各涂层厚度可调。本发明还提供由该方法制得的金刚石/金属碳化物复合涂层和应用，所述金刚石/金属碳化物复合涂层内应力小，由其制备的超硬材料刀具具有热稳定性好、静压强度高和抗冲击性好的优点。

主权项

1.一种金刚石/金属碳化物复合涂层的制备方法，它包括以下步骤：（1）采用化学气相沉积法在预沉积基体表面进行至少一次的依次沉积微米晶金刚石涂层和纳米晶金刚石涂层的步骤，制得沉积金刚石基体；其中，该步骤还包括首先采用超纳米金刚石悬浮液和去钴溶液对预沉积基体表面进行预处理的步骤，其中，控制经去钴溶液处理后的预沉积基体表面的钴含量为4%～6%，其中所述超纳米金刚石悬浮液是平均粒径为4～50nm的超纳米金刚石颗粒悬浮在电阻率大于15MΩ·cm的去离子水中制得的；进行沉积微米晶金刚石涂层和纳米晶金刚石涂层的步骤包括：首先在预处理后的预沉积基体表面温度为700℃～900℃条件下，以甲烷气体和氢气为反应气体进行沉积微米晶金刚石反应，从而在预处理后的预沉积基体表面沉积一层厚度为2微米～3微米的微米晶金刚石涂层；其中，控制氢气体积百分数为98.5%～99.5%、甲烷体积百分数为0.5%～1.5%、反应压力为0.03 MPa～0.1 MPa；然后在表面沉积有所述微米晶金刚石涂层的预沉积基体表面温度为750℃～900℃条件下，以甲烷气体、氧气和氢气为反应气体进行沉积纳米晶金刚石反应，从而在所述微米晶金刚石涂层表面沉积一层厚度为2微米～3微米的纳米晶金刚石涂层；其中，控制所述氢气体积百分数为97.5%～98.5%、甲烷体积百分数为0.5%～1.5%、氧气的体积百分数为1.0%～1.5%；（2）采用真空蒸镀法在所述沉积金刚石基体表面沉积一层金属层并进行热处理，从而制得金刚石/金属碳化物复合涂层。