[发明专利]碳化硅基CVD金刚石涂层的制备方法及碳化硅基

说明书

本发明实施例涉及碳化硅陶瓷技术领域，公开了一种碳化硅基CVD金刚石涂层的制备方法及碳化硅基。方法包括：S1、基体预处理：将碳化硅基体打磨，抛光，洗涤，烘干；S2、酸处理：将预处理后的碳化硅基体置于盐酸溶液中进行超声清洗，取出后用去离子水清洗干净；S3、碱处理：将酸处理后的碳化硅基体置于氢氧化钠溶液中，加热碱煮，然后用去离子水清洗并烘干；S4、硅烷偶联剂改性：将碱处理后的碳化硅基体浸渍在硅烷偶联剂溶液中24h，后烘干；S5、涂层的制备：将改性处理后的碳化硅基体置于化学气相沉积炉中，通入H₂和CH₄，沉积金刚石涂层。本发明实施例可以提升碳化硅基金刚石涂层的膜基结合性能。

技术领域

本发明实施例涉及碳化硅陶瓷技术领域，具体涉及一种碳化硅基CVD金刚石涂层的制备方法及碳化硅基。

背景技术

碳化硅具有优良的力学、热学、电学等特性，被广泛应用于防弹装甲、精密轴承、热交换器部件等领域。然而，碳化硅陶瓷的塑性变形能力差，韧性低，不易加工成型。因此，碳化硅陶瓷一经制成，其显微结构就难以通过变形来得以改善，特别是其中的孔洞、微裂纹和有害物质。

化学气相沉积(Chemical Vapour Deposition，CVD)金刚石薄膜具有十分接近天然金刚石的硬度、高弹性模量、低摩擦系数、极高的热导率、良好的自润滑性和化学稳定性等优异性能，因此它是一种优异的耐磨、减摩和保护性涂层材料。在碳化硅陶瓷材料上沉积CVD金刚石薄膜不但可以填补陶瓷材料表面的缺陷，还能提高其表面硬度、降低摩擦系数、提高耐磨耐蚀性能。

良好的膜基结合性能是涂层正常工作的基础，同时涂层的使用寿命也会随着结合性能的增加而增加。如何提升碳化硅基金刚石涂层的膜基结合性能，是目前需要解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种碳化硅基CVD金刚石涂层的制备方法及碳化硅基，可以提升碳化硅基金刚石涂层的膜基结合性能。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种碳化硅基CVD金刚石涂层的制备方法，所述方法包括：

S1、基体预处理：将碳化硅基体打磨，抛光，洗涤，烘干；

S2、酸处理：将预处理后的碳化硅基体置于盐酸溶液中进行超声清洗，取出后用去离子水清洗干净；

S3、碱处理：将酸处理后的碳化硅基体置于氢氧化钠溶液中，加热碱煮，然后用去离子水清洗并烘干；

S4、硅烷偶联剂改性：将碱处理后的碳化硅基体浸渍在硅烷偶联剂溶液中接枝24h，后烘干。

S5、涂层的制备：将改性处理后的碳化硅基体置于化学气相沉积炉中，通入H₂和CH₄，沉积金刚石涂层。

其中，步骤S1中：

所述打磨选用1500#砂纸；

所述抛光选用DSM80-100抛光机；

所述洗涤用无水乙醇超声清洗15-30min，以去除碳化硅基体上的有机物或无机物杂质；

所述烘干温度为80-120℃，时间为1-2h。

其中，步骤S2中：

所述盐酸溶液的浓度为10-30％，超声清洗时间为10-40min。

其中，步骤S2中：

所述盐酸溶液的浓度为20％，超声清洗时间为10-30min。

其中，步骤S3中：

所述氢氧化钠溶液的浓度为1-3mol/L；

所述加热碱煮温度为80℃，时间为2-4h；