[发明专利]一种在不锈钢表面制备金刚石薄膜的方法

摘要

本发明提供了一种以Cr/CrN/CrTiAlN为过渡层在不锈钢表面制备金刚石薄膜的方法，所述方法包括：对不锈钢表面进行喷砂处理，采用磁控溅射在经过喷砂处理的不锈钢表面沉积Cr/CrN/CrTiAlN过渡层，采用化学气相沉积方法，在制备的Cr/CrN/CrTiAlN过渡层上沉积金刚石薄膜；本发明以Cr/CrN/CrTiAlN为过渡层，有效阻挡了铁、碳的扩散，提高了形核率，可以在低温度下制备金刚石薄膜，该金刚石薄膜的应力值较小，小于等于1.25GPa，与不锈钢热导率相比，本发明含涂层不锈钢热导率提高3％～11％。

主权项

1.一种以Cr/CrN/CrTiAlN为过渡层在不锈钢表面制备金刚石薄膜的方法，其特征在于，所述方法为：(1)对不锈钢表面进行喷砂处理，砂子尺寸为50～220目，处理时间为2～20min，喷砂压力为0.05～0.6MPa；(2)采用磁控溅射在经过步骤(1)处理的不锈钢表面沉积Cr/CrN/CrTiAlN过渡层，操作方法为：①首先，将经过步骤(1)喷砂处理的不锈钢基片放入丙酮中超声清洗20min，再用酒精超声清洗20min，吹干；②样品工装；③抽真空至2×10‑6Torr；④采用Ar离子清洗不锈钢基体表面；⑤依次溅射Cr、CrN、CrTiAlN层，工艺参数设置如下：溅射Cr层时，Cr靶功率4.4kW，沉积时间5～10min；溅射CrN层时，Cr靶功率4.4kW，沉积时间20～40min，氮气与氩气流量比0.93；溅射CrTiAlN时，Cr靶功率4.4kW、Ti靶功率1～8kW、Al靶功率为1～8kW，沉积时间50～160min；(3)采用化学气相沉积方法，在步骤(2)制备的Cr/CrN/CrTiAlN过渡层上沉积金刚石薄膜，操作方法为：一次沉积，工作参数设置为：功率1800～2000W，沉积气压1.6kPa，碳源与氢气流量比80:200，偏流4A，基片温度700～800℃，生长时间5～20min；二次沉积，工作参数调整为：功率1500～1600W，沉积气压1.6kPa，碳源与氢气流量比80:200，偏流4A，基片温度500～700℃，生长时间30～110min。