CN101024876A - 金属基底上合成纳米金刚石的方法及应用 - Google Patents

金属基底上合成纳米金刚石的方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明是一种金属基底上合成纳米金刚石的合成方法及应用。所述合成方法是：在金属基底上预沉积一层金属Ti纳米颗粒膜；在金属Ti纳米颗粒膜上，形成纳米TiC颗粒膜；以纳米TiC颗粒膜作为核，采用微波等离子的方法沉积纳米金刚石膜。本发明提供的金属基底上合成纳米金刚石的合成方法工艺简单，容易实施；所合成的纳米金刚石，其膜与金属基底具有牢固的结合，并且金刚石膜表面光滑，从而利于用于精细加工领域即能够作为精细加工刀具的用途。

Description

金属基底上合成纳米金刚石的方法及应用
技术领域
本发明涉及材料领域，特别是涉及一种金属基底上合成纳米金刚石的方法及应用。
背景技术
金属基底尤其是铁基底中的铁等金属对金刚石有催石墨化的作用，同时金属基底和金刚石膜的热膨胀系数不一样，使得金刚石膜和金属基底结合不牢，使得在使用时失效。另外，采用传统的基底表面划痕预处理方法会造成基底表面粗糙，使得在上面生长的金刚石膜的表面粗糙度很大，不利于金刚石工具的精细加工用途。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种金属基底上合成纳米金刚石的方法及应用，该方法工艺简单，并且所合成的纳米金刚石表面光滑，可作为精细加工刀具中的用途。
本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：
本发明提供的金属基底上合成纳米金刚石的方法，其步骤包括：在金属基底上预沉积一层金属Ti纳米颗粒膜；利用微波等离子体沉积金刚石膜环境中的含碳气源，使金属Ti纳米颗粒膜形成纳米TiC颗粒膜；以纳米TiC颗粒膜作为核，采用微波等离子的方法沉积纳米金刚石膜。
本发明提供的金属基底上合成纳米金刚石能够在作为精细加工刀具中的用途。
本发明与现有技术相比，其主要的优点是：工艺简单，容易实施。所合成的纳米金刚石膜与金属基底具有牢固的结合，并且金刚石膜表面光滑，从而利于精细加工用途。
具体实施方式
本发明提供的金属基底上合成纳米金刚石的方法是：在金属基底上预沉积一层金属Ti纳米颗粒膜，然后在金属Ti纳米颗粒膜上形成纳米TiC颗粒膜，并以TiC纳米颗粒膜作为核，采用微波等离子的方法沉积纳米金刚石膜。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明。
实施例1：高速钢刀具基底表面去油并超声洗洁后，在高速钢刀具基底上预沉积一层金属Ti纳米颗粒膜；然后用微波等离子体沉积金刚石膜环境中的含碳气源使金属Ti纳米颗粒膜形成纳米TiC颗粒膜；再以纳米TiC颗粒膜作为核，采用微波等离子的方法沉积纳米金刚石膜。
实施例2：片状不锈钢基底表面去油并超声洗洁后，在该金属基底上预沉积一层金属Ti纳米颗粒膜；然后用微波等离子体沉积金刚石膜环境中的含碳气源使金属Ti纳米颗粒膜形成纳米TiC颗粒膜；再以纳米TiC颗粒膜作为核，采用微波等离子的方法沉积纳米金刚石膜。
实施例3：铜基底表面去油并超声洗洁后，在该金属基底上预沉积一层金属Ti纳米颗粒膜；然后在金属Ti纳米颗粒膜上，形成纳米TiC颗粒膜；再以纳米TiC颗粒膜作为核，采用微波等离子的方法沉积纳米金刚石膜。
上述实施例所述的微波等离子的方法，其步骤包括：向微波等离子合成腔中充入体积比为1∶1.45的Ar和H2；在600～750W的微波功率和900～1100Pa的气压下，气体被电离形成等离子体；待等离子体稳定后，向等离子腔中充入2vol％CH4即可。
本发明提供的金属基底上合成纳米金刚石，由于其表面粗糙度小，因此能够作为精细加工用途的刀具。

Claims (4)

1.一种金属基底上合成纳米金刚石的方法，其特征是所述包括以下的步骤：
(1)在金属基底上预沉积一层金属Ti纳米颗粒膜；
(2)利用微波等离子体沉积金刚石膜环境中的含碳气源，使金属Ti纳米颗粒膜形成纳米TiC颗粒膜；
(3)以纳米TiC颗粒膜作为核，采用微波等离子的方法沉积纳米金刚石膜。
2.根据权利要求1所述的金属基底上合成纳米金刚石的方法，其特征是所述微波等离子的方法，其步骤包括：向微波等离子合成腔中充入Ar和H2；在600～750W的微波功率和900～1100Pa的气压下，气体被电离形成等离子体；待等离子体稳定后，向等离子腔中充入CH4即可。
3.根据权利要求1所述的金属基底上合成纳米金刚石的方法，其特征是所述的金属基底是指片状不锈钢、高速钢刀具或铜基底。
4.金属基底上合成纳米金刚石膜在作为精细加工刀具中的用途。
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