一种自支撑超薄金刚石膜的制备方法

    公开(公告)号:CN112430803B

    公开(公告)日:2022-04-01

    申请号:CN202011280701.7

    申请日:2020-11-16

    Abstract: 一种自支撑超薄金刚石膜的制备方法,属于金刚石自支撑膜生长技术领域。工艺步骤为:a.以抛光后表面粗糙度低于30nm的金刚石膜为衬底,经化学气相沉积法在衬底表面沉积一层100‑3000nm超纳米金刚石薄层,引入高浓度的碳源,构筑的碳‑碳键网络层,有利于外延金刚石膜的形核与生长,实现高质量外延层生长;b.接着在其表面同质外延生长厚度为10‑300μm多晶金刚石膜,沉积结束后,根据要求对表面进行研磨抛光;c.然后对其进行热处理,在高温作用下超纳米金刚石在晶界处形成乱层石墨结构或非晶碳,从而形成平整稳定的石墨层;d.最后通过选择性刻蚀石墨层将衬底与外延层分离,解决了厚度10‑300μm的自支撑超薄金刚石膜的难以兼顾高质量、低表面光洁度、大尺寸的问题。

    一种长寿命超纳米金刚石周期性多层涂层刀具的制备方法

    公开(公告)号:CN114507858B

    公开(公告)日:2022-10-21

    申请号:CN202210094826.3

    申请日:2019-07-23

    Abstract: 一种长寿命超纳米金刚石周期性多层涂层刀具的制备方法,属于涂层刀具的制造技术领域。该多层化刀具涂层主要包括基体、过渡层及周期性低掺氮和高掺氮超纳米金刚石多层膜。基体的材质主要是硬质合金类,过渡层厚度为100nm‑800nm,多层膜的单层厚度均小于10nm。制备方法主要包括:基体表面预处理,选择合适的喷砂速度和喷砂粒径,对基体表面进行喷砂处理,经稀硫酸溶液清洗后,获得具有合适粗糙度的基体;然后在刀具表面镀Ti/Mo复合过渡层,提高界面结合力,降低界面内应力;之后在纳米级粉体悬浊液中超声以增加形核密度;最后通过周期性调整掺氮浓度制备含氮量不同的超纳米金刚石多层涂层。本发明刀具具有硬度高、韧性好、表面光滑、精度高、寿命长等优点。

    一种长寿命超纳米金刚石周期性多层涂层刀具的制备方法

    公开(公告)号:CN114507858A

    公开(公告)日:2022-05-17

    申请号:CN202210094826.3

    申请日:2019-07-23

    Abstract: 一种长寿命超纳米金刚石周期性多层涂层刀具的制备方法,属于涂层刀具的制造技术领域。该多层化刀具涂层主要包括基体、过渡层及周期性低掺氮和高掺氮超纳米金刚石多层膜。基体的材质主要是硬质合金类,过渡层厚度为100nm‑800nm,多层膜的单层厚度均小于10nm。制备方法主要包括:基体表面预处理,选择合适的喷砂速度和喷砂粒径,对基体表面进行喷砂处理,经稀硫酸溶液清洗后,获得具有合适粗糙度的基体;然后在刀具表面镀Ti/Mo复合过渡层,提高界面结合力,降低界面内应力;之后在纳米级粉体悬浊液中超声以增加形核密度;最后通过周期性调整掺氮浓度制备含氮量不同的超纳米金刚石多层涂层。本发明刀具具有硬度高、韧性好、表面光滑、精度高、寿命长等优点。

    一种自支撑超薄金刚石膜的制备方法

    公开(公告)号:CN112430803A

    公开(公告)日:2021-03-02

    申请号:CN202011280701.7

    申请日:2020-11-16

    Abstract: 一种自支撑超薄金刚石膜的制备方法,属于金刚石自支撑膜生长技术领域。工艺步骤为:a.以抛光后表面粗糙度低于30nm的金刚石膜为衬底,经化学气相沉积法在衬底表面沉积一层100‑3000nm超纳米金刚石薄层,引入高浓度的碳源,构筑的碳‑碳键网络层,有利于外延金刚石膜的形核与生长,实现高质量外延层生长;b.接着在其表面同质外延生长厚度为10‑300μm多晶金刚石膜,沉积结束后,根据要求对表面进行研磨抛光;c.然后对其进行热处理,在高温作用下超纳米金刚石在晶界处形成乱层石墨结构或非晶碳,从而形成平整稳定的石墨层;d.最后通过选择性刻蚀石墨层将衬底与外延层分离,解决了厚度10‑300μm的自支撑超薄金刚石膜的难以兼顾高质量、低表面光洁度、大尺寸的问题。

    一种大面积超高硬度金刚石膜的制备方法

    公开(公告)号:CN114717534A

    公开(公告)日:2022-07-08

    申请号:CN202210320506.5

    申请日:2022-03-29

    Abstract: 一种大面积超高硬度金刚石膜的制备方法,属于超硬材料领域。本发明采用等离子体化学气相沉积,通过在常规碳氢等离子体环境中间歇性通入氮气和氩气实现扰动,打破等离子体平衡态生长,在金刚石膜中引入大量层错、孪晶缺陷,高密度缺陷实现了金刚石膜超高硬度的显著增强。工艺步骤为:a.将衬底经过研磨和超声清洗预处理;b.采用等离子化学气相沉积设备,在氢氧等离子体环境中刻蚀衬底表面;c.在高浓度甲烷环境中进行金刚石形核,在衬底表面形成高密度晶核;d.在形核后的衬底表面沉积一层超纳米金刚石膜;e.在碳氢等离子体环境中生长金刚石膜时,间歇性通入氮气和氩气,扰动等离子体环境,实现具有高缺陷密度的金刚石膜沉积,使得金刚石膜硬度显著增强。

    一种长寿命超纳米金刚石周期性多层涂层刀具的制备方法

    公开(公告)号:CN110453176A

    公开(公告)日:2019-11-15

    申请号:CN201910667303.1

    申请日:2019-07-23

    Abstract: 一种长寿命超纳米金刚石周期性多层涂层刀具的制备方法,属于涂层刀具的制造技术领域。该多层化刀具涂层主要包括基体、过渡层及周期性低掺氮和高掺氮超纳米金刚石多层膜。基体的材质主要是硬质合金类,过渡层厚度为100nm-800nm,多层膜的单层厚度均小于10nm。制备方法主要包括:基体表面预处理,选择合适的喷砂速度和喷砂粒径,对基体表面进行喷砂处理,经稀硫酸溶液清洗后,获得具有合适粗糙度的基体;然后在刀具表面镀Ti/Mo复合过渡层,提高界面结合力,降低界面内应力;之后在纳米级粉体悬浊液中超声以增加形核密度;最后通过周期性调整掺氮浓度制备含氮量不同的超纳米金刚石多层涂层。本发明刀具具有硬度高、韧性好、表面光滑、精度高、寿命长等优点。

    一种提升单晶金刚石半导体掺杂浓度的方法

    公开(公告)号:CN120006385A

    公开(公告)日:2025-05-16

    申请号:CN202510010808.6

    申请日:2025-01-03

    Abstract: 一种提升单晶金刚石半导体掺杂浓度的方法,属于半导体材料技术领域,具体是一种通过改进掺杂工艺提升单晶金刚石中半导体掺杂浓度的方法。本发明的制备方法为化学气相沉积法,工艺步骤为:a.单晶金刚石基体预处理,包括表面抛光、高温酸洗、超声清洗以及氢等离子体刻蚀;b.制备高掺杂浓度的单晶金刚石半导体,通过高频极短时间掺杂气体的快速掺入和抽出,引入掺杂原子,结合氧气加速杂质消耗,可有效促进掺入的掺杂原子形成间隙原子,显著提升载流子浓度,从而制备高浓度掺杂单晶金刚石半导体,并保持单晶金刚石良好的晶体质量。该单晶金刚石半导体可应用于高功率电子器件、高频通信、量子技术、传感器和极端环境设备等领域。

    一种大面积超高硬度金刚石膜的制备方法

    公开(公告)号:CN114717534B

    公开(公告)日:2022-12-30

    申请号:CN202210320506.5

    申请日:2022-03-29

    Abstract: 一种大面积超高硬度金刚石膜的制备方法,属于超硬材料领域。本发明采用等离子体化学气相沉积,通过在常规碳氢等离子体环境中间歇性通入氮气和氩气实现扰动,打破等离子体平衡态生长,在金刚石膜中引入大量层错、孪晶缺陷,高密度缺陷实现了金刚石膜超高硬度的显著增强。工艺步骤为:a.将衬底经过研磨和超声清洗预处理;b.采用等离子化学气相沉积设备,在氢氧等离子体环境中刻蚀衬底表面;c.在高浓度甲烷环境中进行金刚石形核,在衬底表面形成高密度晶核;d.在形核后的衬底表面沉积一层超纳米金刚石膜;e.在碳氢等离子体环境中生长金刚石膜时,间歇性通入氮气和氩气,扰动等离子体环境,实现具有高缺陷密度的金刚石膜沉积,使得金刚石膜硬度显著增强。

    一种提高金刚石对顶压砧压力极限的方法

    公开(公告)号:CN111172508A

    公开(公告)日:2020-05-19

    申请号:CN202010113672.9

    申请日:2020-02-24

    Abstract: 本发明公开了一种提高金刚石对顶压砧压力极限的方法,涉及高压装置技术领域,具体地涉及一种金刚石对顶压砧。本发明通过在传统单晶金刚石高压压砧工作面生长周期性掺氮与不掺氮交替多层单晶金刚石,来提高金刚石压砧的韧性和硬度,从而提高压砧的使用压力极限。该多层化压砧主要包括基体、周期性掺氮和不掺氮单晶金刚石多层膜。基体是原始单晶金刚石压砧,周期性多层膜的单层厚度为10-2000nm。所述方法采用化学气相沉积(CVD)法周期性地通入氮气,通过交替掺杂与非掺杂层金刚石的生长,获得多层界面结构,实现压砧的增强增韧。本发明提供的压砧与单纯采用单晶金刚石的压砧相比,具有韧性高、使用压力极限显著提高等优点。

    一种长寿命超纳米金刚石周期性多层涂层刀具

    公开(公告)号:CN211972427U

    公开(公告)日:2020-11-20

    申请号:CN201921163356.1

    申请日:2019-07-23

    Abstract: 一种长寿命超纳米金刚石周期性多层涂层刀具,属于涂层刀具的制造技术领域,具体地涉及一种长寿命超纳米金刚石周期性多层涂层刀具的结构设计。该多层涂层刀具的涂层主要包括刀具基体、过渡层及周期性高掺氮和低掺氮超纳米金刚石多层膜。基体的材质主要是硬质合金类,过渡层厚度为100nm-800nm,多层膜的单层厚度均小于10nm。所述过渡层底部附着于基体表面,所述高掺氮超纳米金刚石层的底部附着于过渡层的顶部,所述低掺氮超纳米金刚石层的底部附着于高掺氮层的顶部,然后高掺氮层和低掺氮超纳米金刚石层交替生长,所述周期性多层涂层刀具最外层为高掺氮层。本实用新型提供的多层涂层刀具具有硬度高、韧性好、表面光滑、精度高、寿命长等优点。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利

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