一种高精密金刚石抛光片的制备方法技术

技术编号:30161254 阅读:20 留言:0更新日期:2021-09-25 15:15
一种高精密金刚石抛光片的制备方法,属于加工刀具技术领域,通过以下步骤实现:先对SiC基体烧蚀形成阵列图案化图形,然后通过等离子体清洁基体表面,同时刻蚀形成光滑的锋利突起,最后再通过MPCVD法制备纳米金刚石抛光涂层,形成本发明专利技术专利由纳米金刚石包覆的尖锥阵列的高精密金刚石抛光片。该方法具有过程简单、可控性好、重复率高等优点,本发明专利技术的金刚石抛光片在精密部件抛光加工领域中,能满足部件抛光精度要求,提高加工效率,并延长抛光片的使用寿命。使用寿命。使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
的气体体积流量比5:1~1:1,微波功率2~60kW,温度600~1000℃,涂层厚度10μm~200μm。
[0009]本专利技术采用利用烧蚀方法对SiC基体刻蚀,刻蚀装置价格低廉、使用方便、可控型好、单点重复性好、误差小等优点,可以烧蚀微纳尺度的各种图案。同时采用氢氧等离子体既可以清洁活化表面,又可以通过参数设定以及气氛作用在SiC基体上进行不同程度的刻蚀,形成不同尺寸的尖锥化图形。结合上述两种方式的优点,可在SiC基体表面形成精密刻蚀的图形阵列,同时还通过采用氢氧等离子体刻蚀对表面产生了活化,一方面可提高金刚石的成核密度和生长速度,另一方面可以进一步提高金刚石和siC基体间的结合强度。此外,通过MPCVD所得的纳米金刚石抛光片质量高,均匀性好,可用陶瓷、硬质合金、玻璃等材料的研磨抛光领域。
附图说明
[0010]图1为实施案例1的金刚石抛光片制备过程示意图。
[0011]图2为实施案例2的金刚石抛光片制备过程示意图。
具体实施方式
[0012]下面通过实施例来进一步说明本专利技术,但不局限于以下实施例。
[0013]实施例1:1)SiC基板烧蚀将单面晶面抛光的SiC基板(表面粗糙度小于0.01mm)进行清洗烘干,设置激光烧蚀参数与图案类型:频率:4KHz,速度:10μm/s,圆柱直径:200μm,,高度:80μm,单个图案为圆柱形,阵列图案为正方形,对SiC基本进行图案阵列化烧蚀。
[0014]2)SiC基板刻蚀将烧蚀图案化的SiC基板至于等离子体化学气相沉积装置中,以H2和O2作为刻蚀气体,设置刻蚀参数:气压3000Pa,微波功率1000W,温度600℃。
[0015]3)纳米金刚石涂层沉积刻蚀结束后,沉积纳米金刚石涂层,沉积参数为:腔体气压2000Pa,H2与CH4的气体体积流量比5:1,微波功率800kW,温度600℃,涂层厚度10μm。所得金刚石抛光片的制备流程如图1所示。
[0016]实施例2:1)SiC基板烧蚀将单面晶面抛光的SiC基板(表面粗糙度小于0.01mm)进行清洗烘干,设置激光烧蚀参数与图案类型:频率:6KHz,速度:20μm/s,高度:100μm,单个图案为正方体,直径为100μm,阵列为长方形,对SiC基本进行图案阵列化烧蚀。
[0017]2)SiC基板刻蚀将烧蚀图案化的SiC基板至于等离子体化学气相沉积装置中,以H2和O2作为刻蚀气体,设置刻蚀参数:气压3000Pa,微波功率1000W,温度600℃。
[0018]3)纳米金刚石涂层沉积刻蚀结束后,沉积纳米金刚石涂层,沉积参数为:腔体气压2000Pa,H2与CH4的气
体体积流量比5:1,微波功率800kW,温度600℃,涂层厚度10μm。所得金刚石抛光片的制备流程如图1所示。
[0019]实施例3:1)SiC基板烧蚀将单面晶面抛光的SiC基板(表面粗糙度小于0.01mm)进行清洗烘干,设置激光烧蚀参数与图案类型:频率:8KHz,速度:40μm/s,高度:120μm,单个图案为长方体,长为70μm,宽为50μm,阵列图形为圆形,对SiC基本进行图案阵列化烧蚀。
[0020]2)SiC基板刻蚀将烧蚀图案化的SiC基板至于等离子体化学气相沉积装置中,以H2和O2作为刻蚀气体,设置刻蚀参数:气压3000Pa,微波功率1000W,温度600℃。
[0021]3)纳米金刚石涂层沉积刻蚀结束后,沉积纳米金刚石涂层,沉积参数为:腔体气压2000Pa,H2与CH4的气体体积流量比5:1,微波功率800kW,温度600℃,涂层厚度10μm。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精密金刚石抛光片的制备方法,包括以下步骤:A. 预图形化:利用激光烧蚀技术在抛光后且光滑洁净的SiC基体表面进行图案化处理,获得具有不同柱状阵列图案的图形化基体;B. 等离子体刻蚀:将预图形化的SiC基体置入微波等离子体化学气相沉积装置中,通入氧气和氢气,开启微波等离子体化学气相沉积装置,激发形成氧和氢的复合等离子体产生刻蚀作用,将柱状阵列转化为尖锥阵列, 停止通入氧气;C. 制备纳米金刚石涂层:通入含碳气体同时调节氢气流量,在图形化基体表面沉积纳米金刚石膜,最终在SiC基体表面制备由纳米金刚石包覆的尖锥阵列的高精密金刚石抛光片。2.根据权利要求1所述的高精密金刚石抛光片的制备方法,其特征在于:在步骤A中,烧蚀图案可为矩形阵列或同心圆阵列,其中图案单个图形为三角形、圆形或多边形中的任意一种,相邻单个图形的间距为50

200 μm。3.根据权利要求1所述的高精密金刚石抛光片的制备方法,其特征在于:...

【专利技术属性】
技术研发人员:于盛旺吴艳霞黑鸿君高洁郑可马永周兵王永胜
申请(专利权)人:太原理工大学
类型:发明
国别省市:

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