[发明专利]一种制备金刚石纳米涂层的工艺

权利要求书

1.一种制备金刚石纳米涂层的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1，对涂漆模具(1)的内孔(10)进行抛光处理，用于降低内孔(10)孔壁的粗糙度；

S2，对抛光处理之后的涂漆模具(1)进行强碱强酸处理，去除内孔(10)孔壁上掺杂的钴金属；

S3，将去除钴金属的涂漆模具(1)放置到涂层设备中，并向涂层设备中通入氢气、甲烷，氢气体积与甲烷体积比为28～32：1；钽丝(3)穿过内孔(10)，且钽丝(3)位于内孔(10)的轴线处；涂层设备给钽丝(3)加热，直至达到设定时间，甲烷在钽丝(3)的作用下分解出碳，涂覆在内孔(10)的孔壁上，形成金刚石纳米涂层(11)，之后关闭涂层设备，完成对内孔(10)涂层的操作；

S4，涂漆模具(1)冷却至室温时，从涂层设备中取出涂漆模具(1)；

S5，对涂层之后的内孔(10)的孔壁进行抛光处理。

2.如权利要求1所述的制备金刚石纳米涂层的工艺，其特征在于，步骤S1中对涂漆模具(1)的内孔(10)进行抛光处理的具体步骤如下：

在内孔(10)中放入钻石微粉溶液，钢针伸入到钻石微粉溶液，超声波发射机器通过钢针向钻石微粉溶液传导超声波，钻石微粉溶液撞击内孔(10)的孔壁，对内孔(10)进行抛光。

3.如权利要求2所述的制备金刚石纳米涂层的工艺，其特征在于，钻石微粉溶液的浓度为35％，钻石微粉溶液的粒度为1μm～2.5μm。

4.如权利要求1所述的制备金刚石纳米涂层的工，其特征在于，步骤S2中进行强碱强酸处理的具体步骤如下：

S20，采用强碱处理内孔(10)的孔壁，时间为27min～33min；

S21，采用强酸处理内孔(10)的孔壁，时间为4min～6min。

5.如权利要求4所述的制备金刚石纳米涂层的工艺，其特征在于：强碱为添加H₂O₂的KOH；强酸为浓盐酸。

6.如权利要求1或2或3或4或5所述的制备金刚石纳米涂层的工艺，其特征在于，步骤S3的具体步骤如下：

S30，将去除钴金属的涂漆模具(1)固定到紧固件(2)，钽丝(3)固定到紧固件(2)的顶部，且钽丝(3)沿内孔(10)的轴线设置；

S31，将携带涂漆模具(1)的紧固件(2)放置到涂层设备内；

S32，对涂层设备抽真空，真空度小于等于0.05Mpa；

S33，先通入氢气排尽涂层设备内的空气，之后再向涂层设备内通入甲烷和氢气的混合气体；

S34，涂层设备对钽丝(3)进行加热，温度为2000℃～2200℃，时间为2.7h～3.3h，此时从甲烷中分解出来的碳为微米级且涂覆在内孔(10)的孔壁上；

S35，增大加热的温度，使钽丝(3)的温度为2200℃～2400℃，时间为1.7h～2.3h，此时涂覆在内孔(10)的孔壁上碳为纳米级。

7.如权利要求1所述的制备金刚石纳米涂层的工艺，其特征在于，步骤S5中对涂层之后的内孔(10)的孔壁进行抛光处理的具体步骤如下：

在内孔(10)中放入钻石微粉溶液，钢针伸入到钻石微粉溶液，钻石微粉溶液的浓度为30％，钻石微粉溶液的粒度为45nm～55nm，超声波发射机器通过钢针向钻石微粉溶液传导超声波，钻石微粉溶液撞击内孔(10)的孔壁。

8.如权利要求2所述的制备金刚石纳米涂层的工艺，其特征在于：所述内孔(10)从上至下依次为引入区(14)、致密区(13)和成型区(12)，引入区(14)、致密区(13)和成型区(12)的孔径依次减小；钢针的针尖为角状，钢针与内孔(10)各区域相对应的位置的角度比该区域的角度大2°。

9.如权利要求7所述的制备金刚石纳米涂层的工艺，其特征在于：所述内孔(10)从上至下依次为引入区(14)、致密区(13)和成型区(12)，引入区(14)、致密区(13)和成型区(12)的孔径依次减小；钢针的针尖为角状，针尖的角度比引入区(14)的角度大2°。