[发明专利]一种用于盘、饼状工件外缘金刚石涂层的装置及方法在审
申请号: | 202111356085.3 | 申请日: | 2021-11-16 |
公开(公告)号: | CN114086150A | 公开(公告)日: | 2022-02-25 |
发明(设计)人: | 姚毅;曾祥才;马骏;丰杰;范云贵;罗鑫 | 申请(专利权)人: | 久钻科技(成都)有限公司 |
主分类号: | C23C16/27 | 分类号: | C23C16/27;C23C16/458;C23C16/46;C23C16/52 |
代理公司: | 北京天奇智新知识产权代理有限公司 11340 | 代理人: | 王大刚 |
地址: | 641400 四川省成都市简阳市工业集中*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 用于 工件 外缘 金刚石 涂层 装置 方法 | ||
1.一种用于盘、饼状工件外缘金刚石涂层的装置,其特征在于,包括:
热丝;多根热丝设置在工件附近;
用于冷却工件的冷却装夹轴;冷却装夹轴内通入和输出冷媒介质设置,多个工件套装在冷却装夹轴上;
支架;冷却装夹轴可转动的安装在支架上;
动力系统;动力系统的动力输出端与冷却装夹轴的一端连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于盘、饼状工件外缘金刚石涂层的装置,其特征在于,多根热丝靠近工件的外缘处设置。
3.根据权利要求2所述的一种用于盘、饼状工件外缘金刚石涂层的装置,其特征在于,热丝包括多组,多组热丝相互平行,工件的外侧及相邻两个工件之间均设置有一组热丝。
4.根据权利要求3所述的一种用于盘、饼状工件外缘金刚石涂层的装置,其特征在于,热丝包括水平热丝,在每个工件上下部两侧均水平设置有水平热丝,每根水平热丝的两端分别与正电极和负电极连接。
5.根据权利要求3所述的一种用于盘、饼状工件外缘金刚石涂层的装置,其特征在于,热丝包括垂直热丝,在每个工件前后部两侧均竖直设置有垂直热丝,每根垂直热丝的两端分别与正电极和负电极连接。
6.根据权利要求3所述的一种用于盘、饼状工件外缘金刚石涂层的装置,其特征在于,热丝包括水平热丝、垂直热丝;在每个工件上下部两侧均水平设置有水平热丝,每根水平热丝的两端分别与正电极和负电极连接;在每个工件前后部两侧均竖直设置有垂直热丝,每根垂直热丝的两端分别与正电极和负电极连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于盘、饼状工件外缘金刚石涂层的装置,其特征在于,用于盘、饼状工件外缘金刚石涂层的装置还包括传动系统,动力系统通过传动系统后与冷却装夹轴的一端连接。
8.一种用于盘、饼状工件外缘金刚石涂层的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、把待沉积金刚石的工件放入配制好的碱性溶液中浸泡5-30分钟,对其表面需要涂层金刚石的区域进行粗化处理;
S2、根据工件的体积大小以及涂层工艺,安装不同高度的正电极和负电极;
S3、根据工件的体积大小以及涂层工艺,选择不同材料的热丝,选择不同直径的热丝;
S4、在工件的附近安装热丝,并将热丝与正电极和负电极连接好;
S5、把粗化后待沉积金刚石薄膜的工件全部安放至冷却装夹轴上,再把冷却装夹轴安装至支架上,安装完成后接通冷却装夹轴中冷媒的进出系统;
S6、开启动力系统,并通过传动系统让冷却装夹轴带动工件缓慢循环转动;
S7、采用热丝法在盘、饼类薄形工件外缘及表面沉积金刚石。
9.根据权利要求8所述的一种用于盘、饼状工件外缘金刚石涂层的方法,其特征在于,采用热丝法在盘、饼类薄形工件外缘及表面沉积金刚石包括以下步骤:
S61、碳化:热丝温度为1600-1800℃,CH4/H2为3.0-5.0%,沉积压力为2000-2500Pa;随着电源功率缓慢升高,将热丝充分碳化,碳化时间为20-120分钟;
S62、形核:热丝温度为1800-2200℃,CH4/H2为2.0-6.0%,沉积压力为1500-2500Pa;形核时间为30-120分钟;
S63、生长:包括进行微米晶沉积,或纳米晶沉积,或微米晶、纳米晶交替复合沉积;
S64、降温:采用缓降温方式,将电源功率缓慢降低,直至关闭电源。
10.根据权利要求9所述的一种用于盘、饼状工件外缘金刚石涂层的方法,其特征在于:
微米晶沉积中:热丝温度为1800-2200℃,CH4/H2为0.8-1.5%,沉积压力为2000-4000Pa,沉积时间为15-120分钟;
纳米晶沉积中:热丝3温度为1800-2200℃,CH4/H2为2.0-6.0%,沉积压力为800-1800Pa,沉积时间为15-120分钟;
微米晶、纳米晶交替复合沉积:沉积时间为240-640分钟。
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