CN104045081B - 一种金刚石复合体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金刚石复合体及其制备方法。具体地，本发明提供了一种金刚石复合体，所述的复合体包含金刚石以及结合在金刚石表面的碳化钨层；或者再包含结合在碳化钨层表面的钨铜合金层。本发明的复合体材料具有高界面强度等优良性能，具有广泛的应用前景。

Description

一种金刚石复合体及其制备方法

技术领域

本发明属于金刚石复合材料领域。具体地，本发明涉及一种金刚石复合体及其制备方法。

背景技术

在电子工业领域，随着电子工业的飞速发展，电子封装、组装的高密度、高速度化，集成电路对封装材料的性能提出了更为严格的要求。目前，各种新型封装材料己成为各国竞相研发的热点。新型微电子封装材料不仅要有高的热导率，而且还必须具有与半导体材料相匹配的热膨胀系数。

目前高导热材料中，高品质单晶金刚石的热导率可达到2000W/(m·K)，但是在室温下金刚石是绝缘体，介电常数低、热膨胀系数低。铜的热导率(TC)为400W/(m·K)为，热膨胀系数(CTE)为17×10^-6K。目前，较理想的是将金刚石与铜复合形成金刚石-铜复合材料，通过调节金刚石体积分数实现高热导和热膨胀系数可控制的目的，完全满足热管理材料的要求。

然而金刚石-铜复合材料的制备难点在于：金刚石与铜的润湿性极差。除了采用高温高压，两者之间难以直接烧结出致密的复合材料。为了增加金刚石颗粒与铜的界面结合性，通常通过在金刚石颗粒表面镀铜或磁控溅射或化学气相沉积金属碳化物薄膜方式来完成。此种工艺存在着产品界面结合强度低、工艺成本高等缺点。

在机械加工领域，现有的金刚石复合材料刀具由于金刚石与金属间结合强度差的问题，导致其寿命低，切割效率低下。为提高金刚石复合材料刀具的寿命，采用金刚石表面改性方法提高金刚石表面与金属间的浸润性和结合强度成为比较合理的方法。目前通常采用磁控溅射方法在金刚石表面沉积金属层或碳化物层来提高金刚石与金属间的结合力。然而该方法设备成本高，效率低下，且镀覆表面均匀性难以控制。

综上所述，本领域急需开发一种具有优异的界面强度和导热性能的金刚石金属复合材料。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种具有优异的界面强度和导热性能的金刚石金属复合材料。

本发明的另一目的是提供一种高效、简便、低成本的上述复合材料的制备方法。

本发明的第一方面，提供了一种金刚石复合体，所述的复合体包含金刚石和碳化钨层，其中，所述的碳化钨层结合在金刚石表面。

在另一优选例中，所述的金刚石复合体通过以下所述的制备方法制得：

(1)提供一种混合浆料，所述的混合浆料包含组分：

(i)金刚石，

(ii)钨和铜、或者钨铜合金，和

(iii)有机溶剂；以及

(2)在真空下或在氢气、氩气、或其组合气体的气氛中，将步骤(1)的混合浆料进行加热反应，从而得到包含金刚石、碳化钨层和钨铜合金层的金刚石复合体。

(3)将步骤(2)制得的金刚石复合体在酸中进行腐蚀处理，从而得到第一方面所述的金刚石复合体。

在另一优选例中，所述的酸选自下组：盐酸、硫酸、硝酸、或组合。

本发明第二方面提供了一种金刚石复合体，所述的复合体包含金刚石、碳化钨层和钨铜合金层，其中，所述的碳化钨层结合在金刚石表面，所述的钨铜合金层结合在碳化钨层的表面。

在另一优选例中，所述的金刚石复合体通过以下所述的制备方法制得：

(1)提供一种混合浆料，所述的混合浆料包含组分：

(i)金刚石，

(ii)钨和铜，或者钨铜合金，和

(iii)有机溶剂；以及

(2)在真空下或在氢气、氩气、或其组合气体的气氛中，将步骤(1)的混合浆料进行加热反应，从而得到第二方面所述的金刚石复合体。

在另一优选例中，所述的钨铜合金层位于碳化钨层没有与金刚石表面结合的表面。

在另一优选例中，所述的碳化钨层和钨铜合金层是同时在金刚石表面原位生成的。

在另一优选例中，所述的碳化钨层厚度为1–1000000nm(较佳地为10–500000nm)。

在另一优选例中，所述的钨铜合金层厚度为1–1000000nm(较佳地为10–500000nm)。

在另一优选例中，所述金刚石的粒径为0.1μm～10000μm(较佳地为10μm～1000μm；更佳地为20μm～1000μm)。

在另一优选例中，所述的金刚石为天然的，或经高温高压或化学气相沉积处理的金刚石。

在另一优选例中，所述的金刚石为粉体、颗粒、块体或薄膜。

本发明第三方面提供了一种金刚石三元复合体的制备方法，包括步骤：

(1)提供一种混合浆料，所述的混合浆料包含组分：

(i)金刚石，

(ii)碳化物元素和铜，或者含有碳化物元素的铜合金，和

(iii)有机溶剂；以及

(2)在真空下或在氢气、氩气、或其组合气体的气氛中，将步骤(1)的混合浆料进行加热反应，从而得到金刚石-金属碳化物-铜合金三元复合体；

所述的三元复合体包含金刚石、结合在金刚石表面的金属碳化物层、以及铜合金层，其中，所述的铜合金层含有碳化物元素且结合在金属碳化物层的表面。

在另一优选例中，所述的金属碳化物层和含有碳化物元素的铜合金层是同时在金刚石表面原位生成的。

在另一优选例中，所述的碳化物元素包括：钨、钛、铬；

所述的含有碳化物元素的铜合金包括：钨铜合金、钛铜合金、铬铜合金。

在另一优选例中，所述的碳化物元素为粉状的。

在另一优选例中，所述的铜为粉状的。

在另一优选例中，所述的含有碳化物元素的铜合金为粉状的。

在另一优选例中，所述的金刚石粒径为0.1μm～10000μm(较佳地为10μm～1000μm；更佳地为20μm～1000μm)。

在另一优选例中，所述金属碳化物层的厚度为1–1000000nm(较佳地为1–500000nm；更佳地为1-50000nm；更佳地为1-5000nm)。

在另一优选例中，所述铜合金层的厚度为1–1000000nm(较佳地为1–500000nm；更佳地为1-50000nm；更佳地为1-5000nm)。

在另一优选例中，

按步骤(1)的混合浆料总重量计算，所述铜的质量分数为10－90wt%(较佳地为20－85wt%；更佳地为30－75wt％)，和/或所述碳化物元素的质量分数为10－90wt%(较佳地为20－85wt%；更佳地为30－75wt％)；或

按步骤(1)的混合浆料总重量计算，所述含有碳化物元素的铜合金的质量分数为10－90wt%(较佳地为20－85wt%；更佳地为30－75wt％)。

在另一优选例中，按步骤(1)的混合浆料总重量计算，所述金刚石的质量分数为10－90wt%(较佳地为20－85wt%；更佳地为30－75wt％)。

在另一优选例中，所述的金刚石为粉体、颗粒、块体或薄膜。

在另一优选例中，所述的金刚石为天然的，或经高温高压或化学气相沉积处理的。

在另一优选例中，

按步骤(1)的混合浆料总重量计算，所述有机溶剂的质量分数为0.01－90wt%(较佳地为10－35wt%；更佳地为5－10wt％)；和/或

所述的有机溶剂包括：酒精、N,N-二甲基乙酰胺(DMA)、聚乙二醇(PEG)、或聚乙烯醇(PVA)溶液。

在另一优选例中，所述的聚乙烯醇溶液为聚乙烯醇水溶液。

在另一优选例中，所述的聚乙二醇为聚乙二醇水溶液。

本发明第四方面提供了一种金刚石二元复合体的制备方法，包括步骤：将本发明第三方面所述的制备方法制得的三元复合体在酸中进行腐蚀处理，从而得到金刚石-金属碳化物二元复合体；所述的二元复合体包含金刚石以及结合在金刚石表面的金属碳化物层。

在另一优选例中，所述的酸选自下组：盐酸、硫酸、硝酸、或组合。

本发明第五方面提供了本发明第一方面或本发明第二方面所述的金刚石复合体的用途，用于机械制品、复合材料或电子元器件。

本发明第六方面提供了一种制品或复合材料，包含本发明第一方面或本发明第二方面所述的金刚石复合体。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1为金刚石颗粒表面原位同时生成的碳化钨层和钨铜合金层示意图。首先在高温下，金刚石表面碳和钨反应生成碳化物并且铜粉逐步处于熔融状态，通过熔融液相铜将未反应的钨传输到未反应的金刚石表面，使得金刚石颗粒表面均匀分布一层碳化钨层，然后钨铜层在碳化钨层外表面形成。

图2为金刚石-碳化钨-钨铜合金复合体的扫描电子显微图片。其中，A图为金刚石颗粒表面1000倍显微图片；B图为金刚石颗粒表面60000倍显微图片。C图为B图所示区域的能谱分析图(EDS)。

图3为处理过的金刚石颗粒的X射线衍射分析（XRD）图谱。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，意外地发现金刚石、碳化物元素以及铜(或碳化物元素和铜的合金)与有机溶剂的混合浆料在一定温度下经加热反应后可得到本发明的三元复合体，该三元复合体经酸处理后可得到本发明的二元复合体。本发明的复合体具有厚度均匀、界面强度强、导热性能优异等优点，在机械、电子等多方面具有很好的应用前景。在此基础上，发明人完成了本发明。

如本文所用，原料“金刚石”可以是粉末、颗粒、块状、或薄膜等各种形态。本发明优选采用金刚石颗粒，当然可以是任意尺寸的颗粒(如粒径为0.1μm～10000μm的金刚石颗粒；较佳地粒径为10μm～1000μm的金刚石颗粒；更佳地粒径为20μm～1000μm的金刚石颗粒)。本发明还可采用任意厚度的块体或薄膜，其具体尺寸根据实际生产应用需要而定。本发明所用的金刚石还可以是天然的金刚石，或者是经高温高压或化学气相沉积获得的金刚石。

如本文所用，原料“碳化物元素”为用于和金刚石表面的碳形成金属碳化物的元素，包括：钨、钛、铬等。所述的碳化物元素优选为粉状的。

如本文所用，原料“铜”可以是粉末状或片状，优选为高纯铜粉(如纯度≥99.99％的铜粉)。在加热反应中，所述的铜原料会形成熔融状态。

如本文所用，原料“含有碳化物元素的铜合金”包括钨铜合金、钛铜合金、铬铜合金等等。所述的含有碳化物元素的铜合金优选为粉状的。

如本文所用，溶剂“有机溶剂”可选自酒精、N,N-二甲基乙酰胺(DMA)、聚乙烯醇的溶液(例如聚乙烯醇的水溶液)、聚乙二醇等，所述的聚乙二醇也可以为聚乙二醇的溶液（如聚乙二醇的水溶液）。其中，聚乙二醇可以是任意型号或种类的聚乙二醇(例如PEG200、PEG400、PEG600、PEG800、PEG1000、PEG1500、PEG2000等等)。聚乙烯醇可以是任意型号或种类的聚乙烯醇(例如PVA17－88、PVA17－92、PVA17－99等等)。所述的有机溶剂的用量可以为任意量，可以根据各种原料混合均匀而定。

金刚石复合体

本发明提供了一种金刚石三元复合体和一种金刚石二元复合体。

本发明所述的金刚石三元复合体(也称“金刚石-金属碳化物-铜合金的三元复合体”)，包含金刚石、结合在金刚石表面的金属碳化物层以及铜合金层，其中，所述的铜合金层含有碳化物元素且结合在金属碳化物层的表面。

优选地，本发明的金刚石三元复合体为“金刚石-碳化钨-钨铜合金三元复合体”，所述的复合体包含金刚石、碳化钨层和钨铜合金层，其中，所述的碳化钨层结合在金刚石表面，所述的钨铜合金层结合在碳化钨层的表面。

优选地，所述的碳化钨层和钨铜合金层是同时在金刚石表面原位生成的。其中，所述碳化钨层的厚度优选为1–1000000nm(较佳地为1–500000nm；更佳地为1-50000nm；更佳地为1-5000nm)；所述钨铜合金层的厚度优选为1–1000000nm(较佳地为1–500000nm；更佳地为1-50000nm；更佳地为1-5000nm)。

本发明所述的金刚石二元复合体(也称“金刚石-金属碳化物二元复合体”)，包含金刚石以及结合在金刚石表面的金属碳化物层。

优选地，本发明的二元复合体为“金刚石-碳化钨二元复合体”，所述的复合体包含金刚石和碳化钨层，其中，所述的碳化钨层结合在金刚石表面。所述碳化钨层的厚度优选为1–1000000nm(较佳地为1–500000nm；更佳地为1-50000nm；更佳地为1-5000nm)。

制备方法

本发明所述的制备方法中，所述的加热反应通常是在800-1250℃(优选900-1200℃或950–1200℃)下进行，反应的时间通常为1-120分钟(优选为10-40分钟)。

以金刚石三元复合体(金刚石-金属碳化物-铜合金三元复合体)为例说明本发明复合体的制备方法，所述方法优选包括步骤：

(1)提供一种混合浆料，所述的混合浆料包含组分：

(i)金刚石，和

(ii)碳化物元素(如钨、钛等)和铜、或者含有碳化物元素的铜合金（如钨铜合金、钛铜合金等），和

(iii)有机溶剂。

所述的混合浆料可在混料机中混合均匀。

按步骤(1)的混合浆料总重量计算，组分(ii)中，所述铜的质量分数优选为10－90wt%(较佳地为20－85wt%；更佳地为30－75wt％)，和/或所述碳化物元素的质量分数优选为10－90wt%(较佳地为20－85wt%；更佳地为30－75wt％)；或者按步骤(1)的混合浆料总重量计算，所述含有碳化物元素的铜合金的质量分数优选为10－90wt%(较佳地为20－85wt%；更佳地为30－75wt％)。

按步骤(1)的混合浆料总重量计算，所述金刚石的质量分数优选为10－90wt%(较佳地为20－85wt%；更佳地为30－75wt％)。

按步骤(1)的混合浆料总重量计算，所述有机溶剂的质量分数优选为0.01－90wt%(较佳地为10－35wt%；更佳地为5－10wt％)。

(2)在真空下或在氢气、氩气、或其组合气体的气氛(如压力为1Pa–120kPa的气氛)中，将步骤(1)的混合浆料进行加热反应(如在800-1250℃或900-1200℃下反应)，从而得到本发明的金刚石三元复合体，即金刚石-金属碳化物-铜合金三元复合体。

现以“金刚石-碳化钨-钨铜合金三元复合体”为例说明本发明复合体的形成过程，如图1所示，首先，在高温下，浆料中的有机溶剂挥发后，分布在金刚石表面的钨会与金刚石表面的碳反应生成碳化钨，同时铜粉逐步处于熔融或半熔融状态，通过熔融液相的铜将未反应的钨传输到未反应的金刚石表面，使得金刚石颗粒表面均匀地分布一层碳化钨层，然后在碳化钨层外表面会形成钨铜合金层。这是本发明的一个重要的机理特征，是一个从无文献提及的全新的金刚石-碳化钨-钨铜合金三元复合体的生长机制。

以金刚石二元复合体(金刚石-金属碳化物二元复合体)为例说明该复合体的制备方法，所述方法可包括步骤：将本发明的三元复合体在酸中进行腐蚀处理，从而得到本发明的金刚石二元复合体，即金刚石-金属碳化物二元复合体。所述的酸优选自下组：盐酸、硫酸、硝酸、或其组合。所述的处理可以在任何常规的条件下进行。

应用

本发明的金刚石二元复合体或金刚石三元复合体具有优异的性能，例如金刚石三元复合体通过在金刚石表面原位同时生长金属碳化物(如碳化钨)与含有碳化物元素的铜合金(如钨铜合金)，提供了一种新型的金刚石复合体材料。这种新型材料具有界面结合性强、热导率高等优点，在机械、材料、电子等多方面具有很好的应用前景，例如用于制备机械制品、复合材料、电子元器件。所述的机械制品包括刀具、磨具、锉刀、砂轮、锯片、钻头等。所述的复合材料包括：散热基板、散热片等。

本发明的主要优点包括：

1.提供了一种新型的金刚石复合材料，该材料通过在金刚石颗粒表面原位同时生长碳化钨与钨铜合金，将金刚石与碳化钨或碳化钨与钨铜合金这两种性能优异的材料结合在一起，具有界面结合性强、热导率高等优点，在机械、材料、电子等多方面具有很好的应用前景。

2．还提供了本发明所述的金刚石三元复合体或金刚石二元复合体的制备方法。该方法不同于以往的金刚石表面金属化的制备工艺，具有设备简单、易得，制备工艺简单、快速的优点。

下面结合具体实施，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。除非特别说明，本发明所用原料或试剂均市售可得。

实施例1 金刚石-碳化钨-钨铜合金复合体

将平均粒径为200μm左右的金刚石颗粒与高纯铜粉、钨粉和少量酒精混合制成悬浊液，按悬浊液总重量计算，铜粉占60wt%，钨粉占10wt%，酒精占5wt%。将悬浊液放在搅拌机中搅拌混合均匀制备成浆料。放入真空碳管炉中，抽真空至真空度约为10^-2Pa，升温至300℃，去除浆料中的酒精。然后通入氢气，气压力为1Pa–120kPa，升温速率为10℃/min升温至1100℃，保温20min，然后随炉冷却至室温。

将高温处理过的混合粉末取出，分别过30目、60目、80目、100目、150目筛，去除过剩的铜粉与钨粉，获得金刚石-碳化钨-钨铜合金复合体。对于制备的复合体，用常规方法进行扫描电子显微镜和X射线衍射分析。

其扫描电子显微镜照片如图2中图A和图B所示，该图显示了金刚石颗粒表面原位生长的一层均匀的涂层。其EDS照片如图2中的图C所示，通过对均匀涂层中一定区域周围的能谱分析，确定金刚石颗粒表面钨铜的分布情况。

图3为经过高温预处理过的金刚石复合体的X射线衍射分析（XRD）图谱。

实施例2 金刚石-碳化钨-钨铜合金复合体

将平均粒径为200μm左右的金刚石颗粒与钨铜合金粉体和少量聚乙烯醇的水溶液混合制成悬浊液，按悬浊液总重量计算，铜粉占60wt%，钨粉占10wt%，聚乙烯醇占5wt%。将悬浊液放在搅拌机中搅拌混合均匀制备成浆料。放入真空碳管炉中，抽真空至真空度约为10^-2Pa，升温至600℃，去除浆料中的水和聚乙烯醇。然后，升温速率为10℃/min升温至1100℃，保温20min，然后随炉冷却至室温。

将高温处理过的混合粉末取出，分别过30目、60目、80目、100目、150目筛，去除过剩的铜粉与钨粉，获得金刚石-碳化钨-钨铜合金复合体。

实施例3 金刚石-碳化钨-钨铜合金复合体

将平均粒径为200μm左右的金刚石颗粒与高纯铜粉、钨粉和少量聚乙二醇的水溶液混合均匀制成悬浊液，按悬浊液总重量计算，铜粉占60wt%，钨粉占10wt%，聚乙二醇占5wt%。将悬浊液放在搅拌机中搅拌混合均匀制备成浆料。放入真空碳管炉中，抽真空至真空度约为10^-2Pa，升温至600℃，去除浆料中的水和聚乙二醇。然后，升温速率为8℃/min升温至1150℃，保温20min，然后随炉冷却至室温。

将高温处理过的混合粉末取出，分别过30目、60目、80目、100目、150目筛，去除过剩的铜粉与钨粉，获得金刚石-碳化钨-钨铜合金复合体。

实施例4 金刚石-碳化钨-钨铜合金复合体

将平均粒径为200μm左右的金刚石颗粒与高纯铜粉、钨粉和少量酒精混合制成悬浊液，按悬浊液总重量计算，铜粉占60wt%，钨粉占10wt%，酒精占5wt%。将悬浊液放在搅拌机中搅拌混合均匀制备成浆料。放入真空碳管炉中，抽真空至真空度约为10^-2Pa，升温至400℃，去除浆料中的水和酒精。然后，升温速率为10℃/min升温至1100℃，保温20min，然后随炉冷却至室温。

将高温处理过的混合粉末取出，分别过30目、60目、80目、100目、150目筛，去除过剩的铜粉与钨粉，获得金刚石-碳化钨-钨铜合金复合体。

实施例5 金刚石-碳化钨复合体

将平均粒径为200μm左右的金刚石颗粒与铜钨合金粉和少量聚乙二醇的水溶液混合制成悬浊液，按悬浊液总重量计算，铜粉占60wt%，钨粉占10wt%，酒精占5wt%。将悬浊液放在搅拌机中搅拌混合均匀制备成浆料。放入真空碳管炉中，抽真空至真空度约为10^-2Pa，升温至600℃，去除浆料中的水和聚乙二醇。然后，升温速率为10℃/min升温至1060℃，保温20min，然后随炉冷却至室温。

将高温处理过的混合粉末取出，分别过30目、60目、80目、100目、150目筛，去除过剩的铜粉与钨粉，获得金刚石-碳化钨-钨铜合金复合体。

将获得的金刚石金刚石-碳化钨-钨铜合金复合体放入盐酸中腐蚀，去除表面的铜钨层，获得金刚石-碳化钨复合体。

制得的金刚石-碳化钨复合体经鉴定：原有钨铜合金层已被腐蚀掉。

实施例6 金刚石-碳化钨复合体

将平均粒径为200μm左右的金刚石颗粒与铜钨合金粉和少量聚乙烯醇的水溶液混合均匀制成悬浊液，按悬浊液总重量计算，铜粉占50wt%，钨粉占12wt%，酒精占8wt%。将悬浊液放在搅拌机中搅拌混合均匀制备成浆料。放入真空碳管炉中，抽真空至真空度约为10^-2Pa，升温至600℃，去除浆料中的水和聚乙烯醇。然后，升温速率为10℃/min升温至1060℃，保温20min，然后随炉冷却至室温。

将高温处理过的混合粉末取出，分别过30目、60目、80目、100目、150目筛，去除过剩的铜粉与钨粉，获得金刚石-碳化钨-钨铜合金复合体。

将获得的金刚石金刚石-碳化钨-钨铜合金复合体放入硫酸中腐蚀，去除表面的铜钨层，获得金刚石-碳化钨复合体。

经检测，上述实施例中制得的金刚石-碳化钨-钨铜合金复合体中，钨铜合金层的厚度为1-400nm。

实施例7

将平均粒径为200μm左右的金刚石颗粒与钨铜合金粉体和少量聚乙烯醇的水溶液混合成悬浊液，按悬浊液总重量计算，铜粉占60wt%，钨粉占10wt%，聚乙烯醇占5wt%。将悬浊液放在搅拌机中搅拌混合均匀制备成浆料。放入真空碳管炉中，抽真空至真空度约为10^-2Pa，升温至600℃，去除浆料中的水和聚乙烯醇。然后，升温速率为10℃/min升温至1100℃，保温20min，然后随炉冷却至室温。

将高温处理过的混合粉末取出，分别过30目、60目、80目、100目、150目筛，去除过剩的铜粉与钨粉，获得金刚石-碳化钨-钨铜合金复合体。

过筛后挑选出粒径为100～300μm的粉末；再将混合粉末与铜粉混合，铜粉质量分数为40%～95%，混合后的粉料快速加热至850～950℃进行烧结，烧结压力为30～50MPa；然后随炉冷却至室温，得到金刚石-铜复合材料。

经检测，制得的金刚石-铜复合材料作为电子封装材料具有较好的综合性能，热导率高达702W/m·K，热膨胀低于7.6μm/m·℃，致密度达96%以上。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于金刚石-碳化钨-钨铜合金复合体和金刚石-碳化钨复合体的制备。可采用本发明的制备方法获得任何其它包含能和金刚石表面生长碳化物的元素的复合体材料，例如金刚石-碳化钛-钛铜合金复合体或金刚石-碳化钛复合体，金刚石-碳化铬-铬铜合金复合体或金刚石-碳化铬复合体等。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (13)

1.一种金刚石复合体，其特征在于，所述的复合体包含金刚石、碳化钨层和钨铜合金层，其中，所述的碳化钨层结合在金刚石表面，所述的钨铜合金层结合在碳化钨层的表面；

且所述的金刚石复合体通过以下所述的制备方法制得：

(1)提供一种混合浆料，所述的混合浆料包含组分：

(i)金刚石，

(ii)钨和铜，或者钨铜合金，和

(iii)有机溶剂；以及

(2)在真空下或在氢气、氩气或其组合气体的气氛中，将步骤(1)的混合浆料进行加热反应，从而得到所述的金刚石复合体；

并且，按步骤(1)的混合浆料总重量计算，所述有机溶剂的质量分数为0.01－90wt％；

并且，所述的有机溶剂包括：酒精、N,N-二甲基乙酰胺、聚乙二醇或聚乙烯醇溶液；

并且，所述加热反应的升温速率为8℃/min或10℃/min；

并且，所述的碳化钨层厚度为1–1000000nm，且所述的钨铜合金层厚度为1–1000000nm。

2.一种金刚石三元复合体的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(1)提供一种混合浆料，所述的混合浆料包含组分：

(i)金刚石，

(ii)碳化物元素和铜，或者含有碳化物元素的铜合金，和

(iii)有机溶剂；以及

(2)在真空下或在氢气、氩气或其组合气体的气氛中，将步骤(1)的混合浆料进行加热反应，从而得到金刚石-金属碳化物-铜合金三元复合体；

所述的三元复合体包含金刚石、结合在金刚石表面的金属碳化物层、以及铜合金层，其中，所述的铜合金层含有碳化物元素且结合在金属碳化物层的表面；

并且，按步骤(1)的混合浆料总重量计算，所述有机溶剂的质量分数为0.01－90wt％；

并且，所述的有机溶剂包括：酒精、N,N-二甲基乙酰胺、聚乙二醇或聚乙烯醇溶液；

并且，所述加热反应的升温速率为8℃/min或10℃/min；

并且，所述金属碳化物层的厚度为1–1000000nm，且所述铜合金层的厚度为1–1000000nm。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，按步骤(1)的混合浆料总重量计算，所述有机溶剂的质量分数为10－35wt％。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，按步骤(1)的混合浆料总重量计算，所述有机溶剂的质量分数为5－10wt％。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述加热反应在800-1250℃下进行；和/或

所述加热反应的反应时间为10-40分钟。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

所述的碳化物元素包括：钨、钛或铬；

所述的含有碳化物元素的铜合金包括：钨铜合金、钛铜合金或铬铜合金。

7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

按步骤(1)的混合浆料总重量计算，所述铜的质量分数为10－90wt％，和/或所述碳化物元素的质量分数为10－90wt％；或

按步骤(1)的混合浆料总重量计算，所述含有碳化物元素的铜合金的质量分数为10－90wt％。

8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，按步骤(1)的混合浆料总重量计算，所述金刚石的质量分数为10－90wt％。

9.一种金刚石二元复合体的制备方法，其特征在于，包括步骤：将权利要求2所述的制备方法制得的金刚石三元复合体在酸中进行腐蚀处理，从而得到金刚石-金属碳化物二元复合体；所述的二元复合体包含金刚石以及结合在金刚石表面的金属碳化物层。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的酸选自下组：盐酸、硫酸、硝酸或组合。

11.一种金刚石复合体，其特征在于，所述的复合体包含金刚石和碳化钨层，其中，所述的碳化钨层结合在金刚石表面；且所述金刚石复合体是采用权利要求9所述的方法制备的。

12.如权利要求1或11所述的金刚石复合体的用途，其特征在于，用于机械制品、复合材料或电子元器件。

13.一种制品或复合材料，其特征在于，包含权利要求1或11所述的金刚石复合体。