[发明专利]一种高品质金刚石复合片及其制备方法

权利要求书

1.一种高品质金刚石复合片，其特征在于，包括由下而上依次设置的基体、基体-金刚石渐变过渡层、金刚石层、金刚石-镍渐变过渡层、微米厚度的镍层。

2.一种如权利要求1所述的高品质金刚石复合片的制备方法，其特征在于，采用热加工的大功率连续激光束与冷加工的超快脉冲激光束交替加工的双束3D打印设备制得。

3.根据权利要求2所述的高品质金刚石复合片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将基体材料输送至所述双束3D打印设备的打印束喷嘴；

2)驱动所述打印束喷嘴按照预设轨迹移动并喷出所述基体材料形成基体；

3)将金刚石粉末材料输送至打印束喷嘴，驱动所述打印束喷嘴按照预设轨迹移动并喷出所述金刚石粉末材料在所述基体上形成金刚石层；

4)将金属镍粉末材料输送至打印束喷嘴，驱动所述打印束喷嘴按照预设轨迹移动并喷出所述金属镍粉末材料在所述金刚石层上形成镍层；

5)采用所述双束3D打印设备中的超快脉冲激光束对基体与金刚石层之间的界面、金刚石层与镍层之间的界面进行辐照，在相应的界面处分别形成基体-金刚石渐变过渡层、金刚石-镍渐变过渡层。

4.根据权利要求3所述的高品质金刚石复合片的制备方法，其特征在于，所述基体材料为铬钼合金或钨合金。

5.根据权利要求3所述的高品质金刚石复合片的制备方法，其特征在于，所述金刚石材料为纳米级单晶金刚石粉末或微米级多晶金刚石粉末，所述金刚石材料的杂质含量小于1％。

6.根据权利要求3所述的高品质金刚石复合片的制备方法，其特征在于，所述镍层的厚度为10^-7mm～10^-5mm。

7.根据权利要求3所述的高品质金刚石复合片的制备方法，其特征在于，所述辐照的单脉冲能量密度d由下式得到：d＝P/(f×S)，式中d为单脉冲能量密度，单位J/mm²；P为功率，单位W或J/sec；f为频率，单位为脉冲数/sec；S为超快脉冲激光束聚焦面积，单位mm²。

8.根据权利要求3所述的高品质金刚石复合片的制备方法，其特征在于，所述辐照的总能量密度D由下式得到：D＝d×f×t，式中，D为超快脉冲激光束总能量密度，单位J/mm²；d为单脉冲能量密度，单位J/mm²；f为频率，单位为脉冲数/sec；t为辐照时间，单位为sec。

9.根据权利要求3所述的所述的高品质金刚石复合片的制备方法，其特征在于，步骤5)中超快脉冲激光束的辐照时间为10^-3sec～10²sec，辐照面积为10^-6mm²～10²mm²，频率为1～10⁶/sec，单脉冲的脉宽为10^-15sec～10^-11sec，单脉冲的能量密度为0.1mJ/mm²～10J/mm²，超快脉冲激光束的总能量密度为0.1J/mm²～10J/mm²。