一种在不锈钢表面的过渡层上制备金刚石薄膜的方法技术

本发明专利技术提供了一种在不锈钢表面制备连续、附着力良好的金刚石薄膜的方法：将不锈钢片用丙酮和无水酒精分别超声清洗、干燥后作为金刚石薄膜生长的基底，在沉积金刚石薄膜之前，先将不锈钢基底放入真空离子镀膜设备中，在其表面制备一层新结构薄膜作为过渡层，然后在金刚石粉末的丙酮溶液中进行超声种晶，最后将其放入热丝化学气相沉积设备中生长金刚石薄膜。本发明专利技术制得了具有连续、附着力良好的金刚石薄膜。在以不锈钢为基材的产品领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种在不锈钢表面的新颖过渡层上制备金刚石薄膜的方法(一)
本专利技术公开了一种在不锈钢表面的新颖过渡层上制备硬度高、附着力较好的金刚石薄膜的制备方法。(二)
技术介绍
金刚石薄膜具有硬度高、摩擦系数小、耐腐蚀性能优良、导热能力好等众多优良性能。不锈钢是目前市场上使用最为广泛的材料，在不锈钢表面制备金刚石薄膜将会大大提高不锈钢产品的使用寿命。但是，由于Fe的催石墨化作用以及不锈钢基底和金刚石薄膜之间存在热匹配和结构匹配差异等一系列原因，不能直接在不锈钢表面制备金刚石薄膜。传统的方法是在不锈钢和金刚石薄膜之间制备一层或者多层过渡层，这种方法虽然能够起到阻碍Fe、C的扩散作用，使得金刚石薄膜能够在不锈钢表面生长，且在一定程度上能够起到缓冲应力的作用，但是不锈钢基底和金刚石薄膜的热膨胀系数差异非常大，导致金刚石薄膜的附着力不够理想。而且目前使用的过渡层多为铬、镍等重金属有害物质，这也使得不锈钢表面制备的金刚石薄膜难以在食品及医疗器械等方面应用。在前期工作中，我们的受理专利“一种亚稳态奥氏体不锈钢表面制备金刚石薄膜的方法，专利号201610789664.X”。该专利技术中采用喷砂和Cr/CrN本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在不锈钢表面的新颖过渡层上制备金刚石薄膜的方法，其特征在于所述方法为：(1)采用磁控溅射的方法在不锈钢表面上制备一层厚度为100‑1000nm的Al层；(2)采用反应溅射的方法在步骤(1)得到的不锈钢的Al层上再制备一层Al‑Si‑N纳米复合薄膜，厚度为500‑700nm；(3)利用热丝化学气相沉积设备在步骤(2)中获得的Al‑Si‑N纳米复合薄膜上沉积金刚石薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种在不锈钢表面的新颖过渡层上制备金刚石薄膜的方法，其特征在于所述方法为：(1)采用磁控溅射的方法在不锈钢表面上制备一层厚度为100-1000nm的Al层；(2)采用反应溅射的方法在步骤(1)得到的不锈钢的Al层上再制备一层Al-Si-N纳米复合薄膜，厚度为500-700nm；(3)利用热丝化学气相沉积设备在步骤(2)中获得的Al-Si-N纳米复合薄膜上沉积金刚石薄膜。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(1)中的具体步骤为：将不锈钢放入物理气相沉积设备中，将Si、Al靶材分别放在两个独立的靶支架上，靶基距为70-75mm，真空度小于1.0×10-3Pa，通入高纯Ar气，Ar气流量为15-20mL/min，工作气压为0.3-1Pa，Al靶功率为100-200W，Si靶的功率为0W，沉积时间为5-30分钟，在不锈钢表面上制备一层厚度为100-1000nm的Al层。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(2)中的具体步骤为：在步骤(1)完成后，调整Al靶的功率为100-200W，Si靶的功率5-200W；通过Ar气和N2气，Ar气流量为15-20mL/min、N2气流量为2-10mL/...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓君，冯涛，李晓，吕枫，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33