一种金刚石涂层材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种金刚石涂层材料及其制备方法和应用。该金刚石涂层材料的制备方法包括以下步骤：金属基体表面化学气相沉积金刚石涂层后，即得；所述化学气相沉积时，气体压强为50～120Pa，衬底反应温度为600～1000℃。采用本发明专利技术的沉积工艺可得到纳米结构的、综合力学性能优异的金刚石涂层材料。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石涂层材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种金刚石涂层材料及其制备方法和应用。
技术介绍
开发可再生能源是解决化石能源枯竭、生态环境恶化等问题的重要途径，受制于可再生能源间歇性、波动性等特点，存在“弃水、弃风、弃光”等现象，解决该问题有效的办法是将可再生能源产生的电与电解水技术结合。电解水制氢是在直流电的作用下，通过电化学过程将水分子电离为氢气与氧气，与天然气重整等成熟的制氢技术相比，可再生能源与电解水制氢技术相结合，制取高纯度的氢气与氧气，产生的气体直接使用或是转换成电力，能够提高可再生能源的利用率和占比，并且不会造成温室气体排放。质子交换膜(PEM)电解水制氢技术具有设备体积较小、制取氢气纯度高(≥99.9995％)、整个运行过程无污染、操作简单，并可实现远程无人值守、安全性能高、运行时间长(电解槽寿命一般在15年左右)等优点，正在逐步应用于电子工业、精细化工、医药中间体、冶金工业、食品加工、石英玻璃、航天等领域。电解槽是PEM电解水制氢系统的关键部件，主要由端板、密封件、集流板、双极板、膜电极组成。端板作为电解槽的关键本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金刚石涂层材料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：金属基体表面化学气相沉积金刚石涂层后，即得；/n所述化学气相沉积时，气体压强为50～120Pa，衬底反应温度为600～1000℃。/n

【技术特征摘要】
1.一种金刚石涂层材料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：金属基体表面化学气相沉积金刚石涂层后，即得；
所述化学气相沉积时，气体压强为50～120Pa，衬底反应温度为600～1000℃。


2.如权利要求1所述的金刚石涂层材料的制备方法，其特征在于，所述的气体压强为100Pa；
和/或，所述衬底反应温度为600～900℃；
和/或，所述化学气相沉积时，真空度为1×10-3～5×10-3Pa；
和/或，所述化学气相沉积时，反应气体为甲烷和氢气；
其中，所述甲烷的含量较佳地为0.5～5vol.％，例如2.5vol.％；
其中，所述氢气的含量较佳地为95～99.5vol.％，例如97.5vol.％；
和/或，所述化学气相沉积时，反应时间为1～10h，例如6h；
和/或，所述化学气相沉积后在所述金属基体表面形成的金刚石涂层的厚度为3～5μm。


3.如权利要求1或2所述的金刚石涂层材料的制备方法，其特征在于，所述金属基体的材料为钛合金；
其中，所述的钛合金较佳地包括以下组分：碳元素含量不超过0.08wt.％，氧元素含量不超过0.25wt.％，氮元素含量不超过0.03wt.％，铁元素含量不超过0.3wt.％，镍元素含量0.6～0.9wt.％，钼元素含量0.2～0.4wt.％，wt.％为各组分的质量占所述钛合金总质量的百分比；
和/或，所述金属基体表面采用化学气相沉积金刚石涂层前，所述的金属基体还包括依次经喷砂处理、除油处理和酸洗处理；
其中，所述喷砂处理后，金属基体的表面清洁度优选在Sa2级以上；
其中，所述除油处理中，除油剂例如包括15～35g/LNaOH和20～30g/LNa2CO3；
其中，所述酸洗处理中，酸洗剂例如包括45vol.％50～100ml/LHNO3、25vol.％50～70ml/LHF和30vol.％100～200ml/LH2O2。


4.如权利要求1或2所述的金刚石涂层材料的制备方法，其特征在于，在所述化学气相沉积金刚石涂层之前，还包括在所述金属基体表面形成铂铝粘结层；
其中，所述铂铝粘结层的厚度较佳地为1～5μm，例如3μm；
其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：付超，李严，王一菲，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31