[发明专利]一种金刚石表面镀钨的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低成本，无污染的金刚石颗粒表面镀钨的方法，属于镀膜技术领域，可用于金刚石磨料工具或其他金刚石制品的前期处理。

 

背景技术

金刚石是自然界中最为坚硬的物质，用途十分广泛，多用于工艺品、金属制品及其他物质的切割工具等。由于金刚石具有高热导率、低膨胀系数、耐高温、耐腐蚀等性能，也可用于制备高性能的散热材料。

金刚石性质稳定，与金属或者其他材料的界面结合性能差，因此很难制备出金刚石颗粒与其他材料的高质量复合材料制品。现有技术通常是将金刚石颗粒镶嵌在金属或其他有机材料中，仅仅是以简单的机械结合方式来固定金刚石颗粒的，结合力较低，使得金刚石颗粒在工作过程中会过早脱落，降低金刚石工具的使用寿命。

如何制备出金刚石颗粒与金属之间界面结合性能优异的复合材料，发挥金刚石的高导热性能，是目前金刚石-金属复合材料研究的一个难点。Yu.V.Naidich研究了多种金属与金刚石界面之间的润湿性(Yu. V. Naidich, G. A. Kolesnichenko. Investigation of the wetting of diamond and graphite by molten metals and alloys[J]. Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics.1965,3(3):191-195)发现，在高温金属熔化状态下，除Al外，其他金属与金刚石表面的接触角均大于100°，铜在1000℃时与金刚石表面的接触角甚至达到145°，使得铜及其合金难以润湿金刚石颗粒表面，导致金刚石与铜的复合制品难以生产。

为改善金刚石颗粒表面与铜之间的润湿性，目前已有一些技术被应用，例如在金刚石表面镀一层过渡金属如Ti、Cr、W等，其中镀W改善金刚石颗粒表面与铜的润湿性成效最大。作为强碳化物形成元素，W在高温下向金刚石颗粒表面富集，生成WC或W₂C，其反应方程为：2W+C_diamond=W₂C →W₂C+C_diamond=2WC及W+C_diamond=WC。由于WC及W₂C层的形成，可显著增加金刚石与金属的润湿性，改善金刚石颗粒与铜之间的界面结合力。